分析水电站水库优化调度混沌粒子群算法

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1、第12卷第6期南水北调与水利科技Vo1．12No．62014年12月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience&TechnologyDec．2014DOI：10．13476／j．cnki．nsbdqk．2014．06．041水电站水库优化调度混沌粒子群算法国海涛，刘性泉，岳峻。，赵含雨(1．山东商业职业技术学院信息技术学院，济南250103；2．山东黄河河务局东平湖管理局，山东泰安271000；3．鲁东大学信息科学与工程学院，山东烟台264O25)摘要：针对粒子群算法易陷入局部最优问题，从数学角度分析了粒子

2、群算法易陷入局部最优的理论原因，提出一种自适应混沌变异粒子群算法，对陷入局部最优的粒子产生变异，增加算法的遍历性、种群的多样性，以跳出局部最优解，用来解决水库优化调度问题。与现有算法相比，自适应混沌变异粒子群算法计算快，稳定性强，既避免了粒子群算法陷入局部最优，同时在一定程度上又保证了收敛性。关键词：水库优化调度；粒子群优化；混沌；变异；自适应；局部最优；收敛性中图分类号：TV697文献标志码：A文章编号：1672—1683(2014)06—0181—03Chaoticparticleswarmoptimizationalgorithmforopti

3、maloperationofhydropowerstationGUOHai—tao，LIUXing-quan2，YUEJun3，ZHAOHan-yuz(1．InformationTechnologyCollege，ShandongInstituteofCommerceAndTechnology，Jinan250103，China；2．DongpinghuLakeBureau，YRSB，Tai’an271000，China；3．CollegeofInformationScienceandEngineering，LuDongUniversity，Yant

4、ai264025，China)Abstract：Theparticleswarrfloptimization(PSO)algorithmcaneasilyfallintothelocaloptimization．Inthispaper，thetheoreticreasonsoflocaloptimizationwereanalyzedfromthemathematica1perspective，andanewself-adaptivechaoticmutationPSOal—gorithmwasproposedandappliedtoahydropo

5、werstation．Theresultsshowedthatthenewalgorithmcanmutatetheparticleswhichfallintothelocaloptimization，increasethealgorithmergodicityandswarrudiversity，andfindtheglobaloptimizationSO—lution，whichisusefulfortheoptimaloperationofreservoir．Comparedwiththecurrentalgorithms，theself-ad

6、aptivechaoticmutationPSOalgorithmhasfastcomputationandstrongstability，avoidsthelocaloptimization，andensurestheconvergence．Keywords：optimaloperationofreservoir；particleswarmalgorithm；chaos；mutation；adaptive；localoptimal；convergence水库优化调度是一类动态最优控制问题。传统的解决异操，产生极值变异，继续搜索，以便获得更优解。方法

7、主要基于数学规划技术，如线性规划、动态规划等_1]。1问题描述随着生物智能仿真算法的兴起，有学者用遗传算法_2]、模拟退火算法l7解决此问题。实验表明，现有算法存在“维数灾1．1目标函数难”、收敛速度慢等问题。以发电为主，兼顾灌溉、防洪等任务的水库为研究对象，粒子群算法l_8](PSO算法)因收敛速度快，计算简单，较确定的优化目标是发电量最大。因此目标函数为易实现等优点，获得广大学者的青睐，并被弓I入水库优化调TE=max∑AQHMi(1)度研究领域中[9。但研究表明，与其他仿生算法一样，粒t一】式中：E为电站的年发电量；A为电站的综合出力系数；Q为

8、子群算法依然存在早收敛问题。为此，诸多学者对粒子群算第i时段发电流量；Hi为第i时段平均发电净水头；T为总法