[發(fā)明專利]一種基于多Agent人工魚群算法的梯級庫群長期優(yōu)化調度算法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811268417.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109255501B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 吳慧軍;王凌梓;李樹山;李崇浩;唐紅兵;廖勝利;張艷
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;大連理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于多Agent人工魚群算法的梯級庫群長期優(yōu)化調度方法，包括核心Agent模塊CA、群體Agent模塊GA、行為Agent模塊AA、評價Agent模塊EA和判斷Agent模塊JA五個模塊；其中AA包括四種基本行為，分別為覓食行為Agent，PAA、聚群行為Agent，SAA、追尾行為Agent，FAA和隨機移動行為Agent，MAA；其特征在于，步驟如下：

(1)CA首先接收梯級庫群長期優(yōu)化調度指示，開始對各個參數進行初始化；在可行域范圍內隨機生成N個GA；然后將最大移動步長Step、人工魚最大視野Visual、擁擠度因子δ和最大試探次數Try-number傳遞給AA，將最大迭代次數T傳遞給JA；

(2)每個GA分別與四種基本行為PAA、SAA、FAA和MAA進行信息交互，對四種行為進行模擬執(zhí)行，并將各自行為產生的最大值分別傳向EA；

(3)EA對四種行為進行評價對比，選擇執(zhí)行行為；

A.覓食行為

式中，分別為人工魚在當前和新位置時的狀態(tài)；X_j為該人工魚視野范圍內的最優(yōu)同伴；Step為最大移動步長；Rand()為0～1之間的隨機數；

計算適應值g(X_i)與g(X_j)，若g(X_j)≥g(X_i)，則X_i向X_j的方向移動到新的狀態(tài)，完成覓食行為，否則，再次通過近距離尋優(yōu)技術找到另一個新狀態(tài)，判斷是否符合上述條件，嘗試Try-number次操作后，若仍未執(zhí)行覓食行為，則執(zhí)行隨機移動行為；

B.聚群行為

式中，分別為人工魚在當前和新位置時的狀態(tài)；X_center為同伴的中心位置；Step為最大移動步長；Rand()為0～1之間的隨機數；

設人工魚Agent狀態(tài)為X_i，搜索視野內同伴數目n_f和同伴的中心位置X_center，其中視野內同伴的定義需符合d_ijVisual，其中d_ij＝||X_i-X_j||，表示兩個人工魚Agent之間的距離；若滿足g(X_center)/n_f≥δg(X_i)，說明同伴中心位置沒有過度擁堵，則X_i向X_center方向移動到新的位置如果人工魚Agent不符合聚群行為的原則，則執(zhí)行覓食行為；

C.追尾行為

式中，分別為人工魚在當前和新位置時的狀態(tài)；X_j為該人工魚視野范圍內的最優(yōu)同伴；Step為最大移動步長；Rand()為0～1之間的隨機數；

設人工魚Agent狀態(tài)為X_i，其視野內最優(yōu)同伴為X_j，如果滿足g(X_j)/n_f≥δg(X_i)，則說明最優(yōu)同伴附近并不擁堵，X_i向X_j方向移動的新的位置完成追尾行為；如果人工魚Agent不符合追尾行為條件，則執(zhí)行覓食行為；

D.隨機移動行為

式中，分別為人工魚在當前和新位置時的狀態(tài)；Visual為人工魚最大視野；Step為最大移動步長；Rand()為0～1之間的隨機數；

(4)執(zhí)行人工魚行為，更新自己，生成新GA；

(5)JA判斷迭代次數t是否滿足t≤T或連續(xù)多次最優(yōu)解差值達到所需范圍；如果滿足，則轉向步驟(2)，繼續(xù)迭代操作；否則，結束計算過程并輸出當前最優(yōu)結果；

以發(fā)電量最大為目標，梯級電站長期優(yōu)化調度的發(fā)電量最大模型的目標函數為：

P_i,t＝A_iQ_i,tH_i,t

式中：E為調度期內梯級各電站總發(fā)電量，kWh；N為梯級電站個數；i為電站序號，i＝1，2，…，N；T為調度時段總數；t為時段序號，t＝1，2，…，T；P_i,t為電站i在t時段的平均出力，kW；Δ_t為時段t的小時數，h；A_i為電站i的出力系數；Q_i,t為電站i在時段t的發(fā)電流量，m³/s；H_i,t為電站i在時段t的發(fā)電水頭，m；

梯級電站長期優(yōu)化調度的發(fā)電量最大模型需要滿足的約束如下：

a.水量平衡約束

V_i,t+1＝V_i,t+3600×(q_i,t-Q_i,t-d_i,t)×Δ_t

式中：V_i,t+1和V_i,t分別為電站i在時段t+1和時段t的庫容，m³；q_i,t、Q_i,t、d_i,t分別為電站i在t時段的入庫流量、發(fā)電流量、棄水流量，m³/s；Δ_t為t時段對應的小時數，h；

b.水位約束

式中：Z_i,t為電站i在時段t的庫水位，m；Z_i,t分別為電站i在時段t的庫水位上限和下限，m；

c.始末水位控制約束

式中：為電站i的初始水位，m；為電站i的調度期末水位，m；

d.發(fā)電流量約束

式中：Q_i,t為電站i在時段t的發(fā)電流量，m³/s；Q_i,t分別為電站i在時段t的發(fā)電流量上限和下限，m³/s；

e.出庫流量約束

式中：Q_i,t、d_i,t分別為電站i在t時段的發(fā)電流量、棄水流量，m³/s；O_i,t分別為電站i在時段t的出庫流量上限和下限，m³/s；

f.電站出力約束

式中：P_i,t為電站i在t時段的平均出力，kW；P_i,t分別為電站i在時段t的出力上限和下限，kW；

g.梯級系統出力約束

式中：P_i,t為電站i在t時段的平均出力，kW；h_t為梯級系統在時段t的出力下限，kW。