遗传算法在电力系统经济负荷分配中的应用.pdf

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1、第19卷第4期系统仿真学报©Vol.19No.42007年2月JournalofSystemSimulationFeb.,2007遗传算法在电力系统经济负荷分配中的应用何大阔，王福利，毛志忠，李鸿儒（东北大学教育部暨辽宁省流程工业综合自动化重点实验室,辽宁沈阳110004）摘要：针对考虑阀点效应的电力系统经济负荷分配问题的特点，将遗传算法与传统基于梯度的数学优化方法相结合，提出一种求解电力系统经济负荷分配问题的混合遗传算法。通过极大熵理论将经济负荷分配问题近似为可导问题，并将SQP法引入遗传算法提出S

2、QP算子，以提高遗传算法的寻优速度与局部搜索能力。基于优化设计理论应用均匀设计确定初始种群。同时，利用单纯形交叉算子的多点交叉特性使种群逐步趋近全局最优点。实例研究结果验证了方法的有效性。关键词：经济负荷分配；混合遗传算法；极大熵；SQP算子；单纯形交叉算子中图分类号：TP13文献标识码：A文章编号：1004-731X(2007)04-0890-03ApplicationofGeneticAlgorithmonEconomicDispatchofPowerSystemsHEDa-kuo,WANGFu-

3、li,MAOZhi-zhong,LiHong-ru(KeyLaboratoryofProcessIndustryAutomation,MinistryofEducation,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China.)Abstract:Accordingtothecharacteristicsofeconomicdispatch(ED)problemwithvalue-pointeffectsofpowersystems,geneticalgorithma

4、ndconventionaloptimizationmethodbasedongradientwereassociated.Ahybridgeneticalgorithmwasproposedtosolveeconomicdispatch(ED)problemofpowersystems.Economicdispatch(ED)problemwasapproximatedbyadifferentiableoneusingamaximumentropymethod.SQPoperatorwaspropo

5、sedtoimprovethesearchingspeedandthelocalsearchingcapabilityofgeneticalgorithm.Basedontheoptimizationdesigntheory,theinitialpopulationwasestablishedbyusinguniformdesign.Atthesametime,simplexcrossoveroperatorwasappliedtoleadthepopulationtotheglobaloptimum

6、.Thestudyoncaseprovesthevalidityofthisalgorithm..Keywords:economicdispatch(ED);hybridgeneticalgorithm;maximumentropy;SQPoperator;simplexcrossoveroperator1式中，F为系统总发电费用；NP为系统内发电机总数；Pi引言为第i台发电机有功功率；Fi(Pi)为第i台发电机耗量特性。经济负荷分配问题(EconomicDispatchproblem,EDP)是对于

7、Fi(Pi)，一般用二次函数近似表示为：电力系统规划和运行调度中的一类典型的优化问题，其目的FPaPbPc()=2++(2)iiiiiii是在满足负荷和运行约束的条件下，实现发电成本最小化，式中ai、bi、ci为参数。对于提高系统运行的经济性和可靠性都具有重要的意义。由在气轮机进气阀突然开启时出现的拔丝现象会使机组于ED问题非线性、不可导，特别是维数较大时，经典数学耗量特性产生阀点效应，忽略阀点效应会使求解精度受到明[1]规划方法更是求解困难。于是，应用智能优化方法求解ED[1][2][3]显影响。考

8、虑阀点效应的耗量特性为：问题成为研究的热点，混沌优化、广义蚁群算法、进化FPaPbPcE()=2+++(3)[4][5-6]iiiiiiii规划、粒子群算法等方法都在这一问题上取得了较好的结果。遗传算法的并行全局搜索性能及对问题较强的适应性,EefPPii=−sin((iimini))(4)[7-8]使其成功地应用于包括ED问题在内的各类优化问题。本式中Ei为阀点效应引起的耗量特性变化；ei、fi为参数；Pimin文通过对遗传算法与传统方法及高维ED问题