资源描述：
《基于遗传算法的水电站厂内经济运行模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于遗传算法的水电站厂内经济运行模型研究第22卷第1期2004年3月水电能源科学WaterResourcesandPowerVo1.22NO.1Mar.2004文章编号:1000-7709(2004)0l一0048—03基于遗传算法的水电站厂内经济运行模型研究孙昌佑马震岳(大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116023)摘要:针对水电站厂内经济运行中需要考虑的关键问题,建立了相关的数学模型.根据该模型的特点.提出了一种基于遗传算法求解的新思路.该算法采用浮点数编码技术和以发电运行总成本倒数为适应度函数,并设计了一些启发式技术和遗传操作算子有效地处理模型中的各种约
2、束条件,使得算法在遗传操作迭代过程中的所有个体都是可行解.实例研究表明,模型合理,算法可行,有效.关键词:水电站;经济运行;优化模型;遗传算法中图分类号:TV7;TM623.7文献标识码:A水电站厂内经济运行是在满足各种约束条件下,合理选择水电机组台数及组合,经济分配系统负荷和旋转备用容量,以期获得最大的经济效益.国内外学者研究厂内经济运行时,一般采用忽略多种约束的简化模型nj,与实际运行相差较大,难以满足实时发电调度的要求.为此,本文针对水电站厂内经济运行中需要考虑的关键问题,提出了强调水电机组启停成本j,避开汽蚀振动限制运行区间和考虑强制性开停机要求以及最小
3、开停机时间约束的水电站厂内经济运行的数学模型.同时,根据该模型的特点,提出了一种基于遗传算法求解的新思路.1数学模型1.1目标函数rNminFr=∑『∑(uF,(PH)r厂+VnS,(H))];1一:=i式中,为机组在t时段的状态(1/O一开/关);为机组在t时段状态转换,V一U(1一Um_1));P,为机组在t时段的输出功率;H为机组i在t时段的水头;F(PH,)为机组在t时段的输出功率P,,,水头H时的代价函数,一般用输出功率尸二次方程表示:F.(PH.)一AP+BP+C其中,B和C为代价函数的参数;5(H)为机组在水头H,时的启停代价函数;N为在线机组的台
4、数;T为f时段长度;T为周期总收稿日期:2003—1O—O8作者简介:孙昌佑(1978一),男,湖南常德人,硕士研究生.时段数.1.2约束条件a.电站功率平衡约束U…P,一Pvt=l其中,P.,为t时段系统负荷.b.机组输出功率约束①空载运行区间:O≤p≤1×10②发电运行区间:P…≤P,,≤P;,P.^一1≤P≤P:,^(七一2,…,n)P.≤P≤P….Vi,t式中,P…和P….分别为机组允许的最小,最大输出功率;P.和P,为机组i第k个汽蚀振动限制运行区间(随水头变化)的上下限;nl为机组i限制运行区间数.c.最小开停机时间约束丁…"≥71f.d.71…≥T
5、….Vi式中,71…和71.分别为机组i最小运行,停机时间;T和71分别为机组运行,停机状态持续时间.d.机组有效性约束.包括运行周期内某些机组必须运行或者停机以及固定输出功率等有效性约束.e.旋转备用约束NU…P…≥(P.,+R)Vf第22卷第1期孙昌佑等:基于遗传算法的水电站厂内经济运行模型研究'49.式中,R,为时段t系统要求的旋转备用容量.2模型求解上述模型在数学上表现为一个包含大量约束条件的大规模非线性混合整数规划问题.2.1时段目标函数采用动态惩罚函数法处理电站功率平衡约束,而对机组输出功率约束采用修复不可行解法.所以,时段目标函数为:NminF一&
6、gt;:(F.(PH)丁+S(H))+l#1M(g)(P一PDf).其中,M(g)一ag为与进化代数相关的惩罚系数,g为进化代数,a和为调节惩罚系数大小的参数;P,一P为在线机组输出功率之和.2.2求解步骤面向时段的最佳机组组合和最优负荷分配方法的流程如图1所示.图1周期运行计划求解流程图2.2.1面向时段的可行机组组合链表为了处理机组有效性约束和最短开停机时间约束,改进文献E43中设计的"启发式产生可行初始可行解"的方法,形成面向时段的可行机组组合链表.其中,机组周期属性,机组时段初始状态,机组时段属性的定义见文献E43.定义1:可行机组组合具有如下特点:①机
7、组组合状态,1表示运行状态(包括发电和空载工况),0表示停机状态;②满足模型中的各种约束条件;⑧运行机组提供的最大输出功率同系统要求负荷,旋转备用之和的差不能超过任意运行自由周期属性机组的单机输出功率.定义2:可行机组组合节点.表示可行机组组合,节点数据元素域表示机组组合状态.定义3:可行机组组合链表.链接机组组合节点的单链表,用来表示可行机组组合集合.产生时段可行机组组合链表的过程如下:①如果机组时段属性中必开属性机组组合满足可行机组组合的特点,则直接形成可行的机组组合,添加到机组组合链表中.②如果机组时段属性中必开属性机组组合不满足可行机组组合的特点,则需要
8、采用枚举法从时段自由属性
