[發(fā)明專利]一種基于社會情感粒子群算法的水火電短期經(jīng)濟調(diào)度方法

在審

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• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108764545A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 方娜;萬暢
• 申請（專利權）人: 湖北工業(yè)大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運行和調(diào)度技術，具體涉及一種基于社會情感粒子群算法的水火電短期經(jīng)濟調(diào)度方法，建立數(shù)學模型并采用反向?qū)W習的方法生成規(guī)模為N的初始群體；計算各粒子適應值，確定個體最優(yōu)粒子和全局最優(yōu)粒子；對w進行更新，根據(jù)社會情緒值對粒子的位置和速度進行更新；計算每個粒子的適應值，將每個粒子適應值與其個體最優(yōu)位置適應值比較，將適應值較好的粒子作為當前個體最優(yōu)粒子；比較所有粒子個體最優(yōu)適應值與全局最優(yōu)粒子適應值，將適應值較好的粒子作為全局最優(yōu)粒子；判斷是否到達最大迭代次數(shù)，是就結束，否則更新每個粒子的社會情緒值，并返回對w進行更新。該調(diào)度方法使水電站出力最大，減少火電廠的排放，總成本更低。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行和調(diào)度技術領域，尤其涉及一種基于社會情感粒子群算法的水火電短期經(jīng)濟調(diào)度方法。

背景技術

水火電力系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化運行旨在利用水、火電能源的互補優(yōu)勢，充分發(fā)揮水能資源的發(fā)電能力，減少非可再生能源的消耗。水火電力系統(tǒng)短期經(jīng)濟調(diào)度是在滿足水、火電一系列約束條件下，確定各電站的最優(yōu)調(diào)度方案，以便充分利用水能資源，節(jié)約火電的煤耗成本，使系統(tǒng)總運行費用最少。由于水火電力系統(tǒng)中存在復雜的水力、電力聯(lián)系，其短期經(jīng)濟調(diào)度實質(zhì)是一個具有復雜約束的大規(guī)模、動態(tài)、非凸、非線性的優(yōu)化問題。

智能優(yōu)化算法現(xiàn)代社會中得到了十分廣泛的應用，各種優(yōu)化算法被用于科學研究，工程上也廣泛采用各種群體優(yōu)化算法，例如遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法等等。其中粒子群算法于1995年在IEEE國際會議上在計算機研究學者Eberhart和心理學家Kennedy的一篇論文中首次被提出，大量數(shù)據(jù)表明粒子群算法的優(yōu)化能力與遺傳算法相比有過之而無不及，所以粒子群優(yōu)化算法一經(jīng)提出并得到社會各界的廣泛認可，越來越多的學者開始了對粒子群優(yōu)化算法的研究，并且有大量的研究成果被提出。在當今社會，粒子群優(yōu)化算法仍然在很多領域上都是研究的熱點。

在粒子群中，每個個體都可以按照給定的速度在指定的空間中移動；每個粒子根據(jù)自身的歷史最佳位置和整個粒子群中粒子的最佳位置的信息，從而對自己的位置進行調(diào)整，并逐漸向最佳位置移動，從而得到優(yōu)化區(qū)間上的最佳適應值。標準粒子群優(yōu)化算法的速度和位置更新公式為式(1′)和式(2′)。

x_ij(t+1)＝x_ij(t)+v_ij(t+1) (2′)

其中t為當前迭代次數(shù)，c₁，c₂為加速因子分別調(diào)節(jié)個體向自身歷史最佳位置的移動步長和個體向全局最佳位置調(diào)節(jié)的移動步長；r₁，r₂為區(qū)間[0，1]的隨機數(shù)，為粒子群優(yōu)化到當前代數(shù)時的每個粒子個體的最優(yōu)位置，為粒子群優(yōu)化到當前代數(shù)時的全局最優(yōu)粒子。

粒子群作為當今應用比較廣泛一種群體智能算法雖然得到社會各界的廣泛認可，同時也被用于對典型的4水3火水火電系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度的優(yōu)化。其數(shù)學模型為：

目標函數(shù)：

水火電經(jīng)濟調(diào)度的目的是使系統(tǒng)再滿足約束條件的情況下，使火電廠的出力最小。其目標函數(shù)可以表示為

其中min F為最小成本；T為調(diào)度周期(在短期水火電經(jīng)濟調(diào)度問題中，調(diào)度周期為24h，調(diào)度時間間隔為1h)；N_s為火電廠總個數(shù)；a_si，b_si，c_si為火電廠運行費用系數(shù)，P_s(i，t)表示t時段火電組i的出力。

約束條件：(1)水火電系統(tǒng)負荷平衡