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1、第24卷增刊(Ⅱ)华中理工大学学报Vol.24Sup.1996年8月J.HuazhongUniv.ofSci.&Tech.Aug.1996启发式遗传算法及其在电力系统调度中的应用梁年生姜铁兵韦柳涛郭创新(电力工程系)摘要在遗传基因算法(GA)基础上,加入区域变化环节和其他改进措施,提出一种新的启发式遗传基因算法.该算法由基因编码、产生祖先、评价优劣、选择、杂交、突变、父代替换、区域变化、搜索寻优等环节组成,提高了解题速度和解的最优性.将其用于求解电力系统水火电站联合优化调度问题,获得全局最优解.仿真计算表明,能取得显著经济效益.关键词基因遗传;电力系统;经济分配
2、;变水头分类号TM731nc本文从遗传算法(GA)的基本原理出发,提Ai(x)=cffi(x)+cgRj,j=1出一种启发式遗传算法,并将其用于水火电站混式中,Ai(x)和fi(x)为优化问题的增广函数和合电力系统有功经济调度中,仿真表明该法解题目标函数;cf为目标函数的权因子;cg为违反约束速度高,能得到全局最优解.总量的权因子或惩罚因子;nc为约束个数;gj(x)(gj(x)为等式约束);1启发式遗传基因算法的基本原理Rj=max{0,gj(x)}(gj(x)为gj(x)≤0形式的约束).启发式遗传基因算法,在保留GA特点的同适合度时,增加区域变化这一重要
3、环节,并对其他各环节Fi(x)=-c0Ai(x)+E,也作了改进.求解过程如下.式中,c0为正的常数;E一般取值为种群中目标函步骤1基因编码.每个自变量需进行编码,数最大值.由上式可知各个体的Ai(x)愈小,其用一定比特数的二进制码代表自变量的各种取适合度Fi(x)愈大,依适合度Fi(x)将原始群体值.将各自变量的二进制码连成一串,得到一个二从大到小排列.进制代码串,它代表自变量一组取值所决定的一个解.例如,若x,y和z的一组取值可用12bit步骤4选种.从原始群体中选取N1对个体的二进制码来表示,即“100010011110”,将每一(N1=杂交率×原始种群数目)
4、,作为繁殖后代个解看成是生物群体中的单个个体,那么上述代的双亲.选种规则是:适合度Fi(x)愈大的个体码相应表示该个体遗传特性的基因码链.赋于愈大的选种概率Pi,这使得适合度高的个步骤2产生祖先.将各自变量的解空间均体,有更多的机会繁殖后代,使群体的优良特性得匀等分,产生许多小区域,每区域随机选取一个点以遗传和保留.做代表,将每个自变量随机选取的一个代表点,与步骤5杂交.将随机选中的双亲进行杂交.其他自变量随机选取的代表点组合成基因码链,杂交由三种方式完成.a.一点杂交.随机地选取产生m个原始解,这m个原始解所构成的解集一个截断点,将双亲的基因码链在截断点处分开,称
5、为原始群体.由于原始群体遍及整个解空间,因然后交换其尾部.b.二点杂交.随机地选取两个而能很好地反映搜索空间的性态,更能体现优化截断点,将双亲的基因码链中处于截断点间的内问题所描述的生态环境.容进行交换.c.多点杂交.随机地选取多个截断步骤3评价个体优劣.设所需要解决的问点,将双亲的基因码链分成若干段,然后将有关段题的目标函数值越小越好,则对于有约束问题,以的内容进行交换.其增广函数为评价函数:步骤6突变.突变模拟生物在大自然环境收稿日期:1993-04-19.梁年生,男,1938年生,副教授;武汉,华中理工大学电力工程系(430074).62华中理工大学学报199
6、6年中由于各种偶然因素引起的基因突变.与杂交过小.数学模型为TRs程类似,有三种方式:a.单点突变,即随机地选取F=minFi(Pi(t)),t=1i=1某一位,将位的数码转换;b.双点突变,即随机地RRsG选取两点,将两点间的各位翻转;c.多点突变,即s.t.Pi(t)+Pj(t)-i=1j=1+Rs随机地选取多个点将双亲的基因码链分成若干PL(t)-PD(t)=0(t=1,2,⋯,T);段,将有关段的各位翻转.Tqj(Pj(t))-Wj=0(j=1+Rs,⋯,RG);步骤7父代替换.通过步骤4～6,可产生t=1一代新的群体.一般,新群体个数少于上一代群
7、Pimin≤Pi(t)≤Pimax(i=1,2,⋯,Rs);体,将新群体与父代合并,组成一个大群体.同时,Pjmin≤Pj(t)≤Pjmax(j=1+Rs,⋯,RG),为避免群体扩大,将这一大群体重新排序,从中选式中,Pi(t)是t时段第i火电厂的出力;Pj(t)是取m个较好群体作为父代,转步骤4,直至群体t时段第j水电厂的有功出力;PD(t)是t时段系平均适合度和最优适合度稳定.进入步骤8.统有功负荷;PL(t)是t时段系统有功网损;Wj是步骤8确定区域收缩方向,从群体中选出j水电厂一天规定的可用水量;T是一天内总的最佳个体,并按下法确定出区域收缩方向.a.当
