[發明專利]一種大規模水電站水庫群聯合調度的代理優化降維方法

有效

• 申請號: 201810400559.1
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108564231B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 馮仲愷;牛文靜
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種大規模水電站水庫群聯合調度的代理優化降維方法，屬于水電系統優化調度技術領域。本發明選擇水電站并設置相關約束與參數后，計算初始調度過程O與搜索步長h；依據h在O的鄰域范圍內生成樣本集合S₁，計算S₁中樣本的真實目標函數，將S₁中樣本點及目標函數輸入到神經網絡擬合得到對應的代理優化模型生成一定規模的樣本集合S₂，將S₂中樣本點輸入到得到可能的目標函數，據此篩選出最優樣本集合S₃，計算出S₃中樣本點的真實目標函數，找到S₃中具有最佳目標函數的改善解，若改善解優于初始解則更新初始解進行迭代計算，否則判斷步長是否滿足精度要求，若是則輸出最優解，否則更新補充進行迭代。本發明方法計算參數少、搜索精度高、尋優時間少、求解規模大。

技術領域

本發明屬于水電系統優化調度技術領域，更具體地，涉及一種大規模水電站水庫群聯合調度的代理優化降維方法。

背景技術

經過二十余年的高速發展，特別是最近十余年來金沙江、紅水河、瀾滄江等水電基地的集中投產，我國已經形成大規模水電站水庫群聯合調度格局，大跨步邁入了大水電時代。伴隨系統規模的擴大，大規模水電站水庫群聯合調度的價值日益凸顯，既能增加各大流域梯級水能利用效率與水電系統整體經濟效益，又可促進我國能源結構的穩步轉型和節能減排事業的順利發展。

水電站群聯合調度本質上屬于典型的多維多階段約束優化問題，其求解難度亦隨之增加，線性規劃、非線性規劃、動態規劃、網絡流算法等經典理論已在實踐中取得了不同程度的成功。然而，這些算法大多需要計算并存儲所有潛在狀態組合及其指標值等信息，所需計算量與存儲量隨系統規模呈非線性增長，維數災問題突出，難以有效處理大規模水電站水庫群聯合調度問題，亟需研發行之有效的降維優化算法。為此，本發明立足于這一現實需求，致力于構建有效均衡求解精度和計算效率的高效降維方法，以切實緩解大規模水電站水庫群聯合調度面臨的維數災難題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種大規模水電站水庫群聯合調度的代理優化降維方法，其目的在于選取設定數目的樣本點構造代理優化模型，并在此模型上進行二次尋優，迭代尋找最優過程，由此解決現有方法計算開銷大的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種大規模水電站水庫群聯合調度的代理優化降維方法，所述方法具體包括以下步驟：

(1)選擇參與優化的水電站集合，并設置約束條件和參數；

(2)根據約束條件和參數計算所有水電站的初始流量調度過程O^c和搜索步長h^c；

(3)依據搜索步長h^c在初始流量調度過程搜索范圍內生成樣本集合S₁，計算S₁中所有樣本的真實目標函數；

(4)將S₁中所有樣本點及對應真實目標函數輸入到神經網絡擬合得到代理優化模型；

(5)增加采樣點，生成樣本集合S₂；將S₂中樣本點輸入到代理優化模型中獲得對應的可能目標函數；

(6)依據可能目標函數從S₂中選取較優樣本集合S₃，計算得到S₃中所有樣本點的真實目標函數，并從S₃中找到具有最佳目標函數的改善解O₁；若改善解O₁優于初始狀態O^c，則更新O^c＝O₁，并返回步驟(3)；否則進入步驟(7)；