基于量子序优化混合算法的输电网规划

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1、第34卷第2期四川电力技术Vo1．34，No．22011年4月SichuanElectricPowerTechnologyApr．，2011基于量子序优化混合算法的输电网规划李芸。孟洪斌，李传虎(1，海兴县供电公司，河北海兴061200；2，南平电业局，福建南平353000)摘要：序优化理论是一种基于绝对随机抽取可行解的优化算法，最优解具有高概率的可信度。量子算法是一种局部搜索能力强的搜索算法。利用量子算法的强大的局部搜索功能与序优化混合，构造出随机性和方向性比较平衡的量子序优化混合算法。针对输电网

2、规划这样一个复杂的组合优化问题，建立相应的数学模型，采用量子序优化混合算法求解。18节点系统算例的计算结果表明，该算法用于电力系统输电网规划问题是可行的和有效的，所求得最优解具有更高概率的可信度。关键词：输电网规划；量子算法；序优化；量子序优化算法Abstract：Ordinaloptimizationisakindofoptimizationalgorithmbasedontheextractfeasiblesolutionrandomlyandabsolute-ly，theoptimalsolu

3、tionisthehighconfidenceleve1．Quantumalgorithmisasearchalgorithmwithpowerfullocalse~ehabili—ty．Mixinghepowerfullocalse~chfunctionofquantumalgorithmwithordinaloptimization，thequantumordinaloptimizationalgorithmisconstructedwithgoodbalanceofrandomanddirec

4、tion．Aimingattheoptimalplanningoftransmissionnetwork，thatisacomplexcombinatorialoptimizationproblem，thecorrespondingmathematicalmodelisestablished，andquantumordi—naloptimizationalgorithmcanbeusedtosolveit．Thecalculationresuhsof18nodeshowthatthisalgorit

5、hmisfeasibleandef-fectivewhenusedintransmissionexpansionnetworkofpowersystem，andtheoptimalsolutionhasahigherprobabilityofcred-ibility．Keywords：transmissionnetworkplanning；quantumalgorithm；ordinaloptimization；quantumordinaloptimizationalgorithm中图分类号：TM7

6、15文献标志码：B文章编号：1003—6954(2011)02—0044—04算法进行了有机结合应用于电力系统输电网规划问0引言题的求解中，并且对原量子算法进行了改进，算例结果表明了模型的正确性和混合算法的可行性及有效输电网规划是规模庞大、计算复杂、带有大量等性。式和不等式约束条件的非线性离散组合优化问题_1I2J。其任务是根据规划期间的负荷增长及电源1数学模型规划方案，力求在规划期末使电力网络达到一个较理想的结构，以满足安全经济地传输电能的要求，同时输电网的运行费用远小于投资费用，所以模型中的目标

7、函数只计及线路的建设投资费用，并满足Ⅳ能够灵活适应系统运行方式的多种变化，并有利于电安全及N一1安全两种约束条件。网的进一步发展。数学模型如下。随着计算机技术、系统工程理论、运筹学理论及目标函数：智能化技术的发展，人工智能优化算法在输电网规划minf((1)问题中得到广泛的应用。目前，输电网规划求解采用J)∈n、约束条件：的人工智能优化算法主要包括遗传算法(GA)J、人P—P一P=0(2)工鱼群算法(AFSA)J、禁忌搜索算法(Tabu)J、模P(0+)(3)拟植物生长算法等。这些人工智能算法也经常

8、同P一P一P=0(4)数学优化算法结合起来进行规划问题的优化求解。P=(凡0+nij+n一1)(5)不过遗憾的是，在解决大规模优化问题时，计算量及解的稳定性和可信度方面仍然存在一定的局限性。lPl≤pm："(m，n)∈Nt(6)分析了量子算法和序优化理论的优缺点，将两种lPI≤P(m，n)∈Nt(7)．44．第34卷第2期四川电力技术Vo1．34，No．22011年4月SichuanElectricPowerTechnologyApt．。20110≤／'tf≤n(i√