水电站水库优化调度几种求解方法的比较研究

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1、鬻器；：管理视界GUANuSHIJIE水电站水库优化调度几种求解方法的比较研究席秋义，李成家z，畅建霞s(1．陕西电力科学研究院，陕西西安710054：2．陕西省电力公司。陕西西安710048：3．西安理工大学．陕西西安710048)摘要：针对水电站水库优化调度模型的求解，比较了常用的动态规划法、逐次优化法(POA)和粒子群优化算法fPSO13种求解方法。给出了3种算法的实现过程及约束处理方法，尤其针对粒子群优化算法，纠正了常见的约束处理和算法不结合问题。结论认为PSO水库优化调度模型和解法融合了模拟调度的思想，更

2、容易为调度人员所接受，且能有效避免动态规划“维数灾”问题，但存在计算时间长，实时性差等问题，在实效要求较低情况下可以应用。关键词：水库优化调度：动态规划；POA；PSO中图分类号：TV697．11文献标志码：A文章编号：1673—7598(2010)04—0074—04(或水库蓄水位)过程，使调度期内的发电量最大。0引言目标函数：：m．dx∑NtAt(1)水电站水库优化调度传统求解方法有线性规l划法(LP)、非线性规划法(NLP)、动态规划法(DP)、约束条件：大系统分解协调法(LSDC)和遗传算法(GA)等㈣。V

3、≤V≤V或≤≤(2)粒子群优化算法(PSO)由于其参数少，收敛速度快，，v≤≤(3)易于编程实现．近几年也被广泛应于研究解决水Q≤Q≤Q．(4)库优化调度问题f铀】。V=+-q)·At(5)由于PSO属于群智能并行寻优算法，与DP等传V。=I／肌=(6)统算法的寻优机制不同，存水电站水库优化调度模式中：为整个调度期内最大发电量；为水库t时段型求解上，DP、逐次优化算法(POA)等传统方法的平均出力．△￡为时段长；Z为第t时段初水位；为第t约束处理思路不适用于PSO模型，针对过去水电站时段初蓄水量；⋯么分别为第t时段

4、水位最小值水库PSO优化调度模型求解方面存存的误区，本文和最大值；⋯分别为第￡时段蓄水量的最小将主要研究水电站水库优化调度模PSO求解算法值、最大值；g为第tH；f段的入库流量；Q为第t时段的的约束处理方法，并与传统的DP、POA方法进行比出库流量；、Q分别为第时段泄流量的最小较，以期在水电站水库优化调度中更好地理解和恰值、最大值；，州分别为第tH,j~段的时段初、末蓄水当应用这些方法。量；、／、l⋯分别为第t时段容许的出力最小值和最大值1水电站水库优化调度模型2求解算法水电站水库优化调度就是根据水库人流、电力系统

5、负荷及其他综合利用要求，寻求最优的水库运2．1动态规划法行调度方式。“发电量最大”作为优化准则的水电DP是求解水电站水库优化调度模型的最常用站水库优化调度模型是最常用的一种模型，该优化算法。水电站优化调度属于多阶段连续决策问题，用问题可描述为：给定调度期内入库径流和水库始末动态规划法求解该问题的思路如下：以调度时段变水位．综合考虑各种约束条件，确定水库的发电，【_}J水量t(t=l，2，⋯，凡)作为阶段变量，库容(蓄水量)作为状收稿日期：2010—02—26作者简介：席秋义(1978一)，男，th万荣人，博十，作及

6、研究方为水电系统优化调度。GUANSHIJIE整理褫器_—态变量，出力作为决策变量，水量平衡方程即为状的值，使得出力+Ⅳ『最大，得到新的，，以此态转移方程，动态规划逆时序递推方程为：代替。()=max[E(，Q)+E三(Ⅲ)](7)(4)以此逆时序类推计算，直到求出，完成第式中：(为从第胡寸段初水库蓄水量出发，到第n一轮迭代，所求得的新轨迹为l’，⋯，以此为时段的最优总发电量；(，p)为面临时段t在时段初新一轮迭代的初始轨迹重复(1)～(4)步。水库蓄水量为和该时段发电引用流量为时的发(5)将新一轮迭代求得的调度轨

7、迹线与前一轮电量；ET+(Ⅲ)为余留时期(从第t+l时段Nn时段)的调度轨迹线进行比较，如果2者的差值即“一≤最优总发电量。，(t=l，2，⋯，n+1)小于预定的精度范围，则迭代中图1为DP网格图。求解时，可从最末时段开始，止，寻优计算完成，否则需进行下一轮的迭代。按式(7)进行逐时段逆向向前递推，直到初始时段，2。3粒子群优化算法所得最优调度轨迹在递推中逐渐清晰，在第一时段2．3．1算法原理得以最终确定。最后顺向按最优决策进行计算，即PSO处理优化问题的思路是：每个优化问题的可确定各时段的泄流及水位变化情况。解看

8、作是搜索空间中的一个粒子，所有的粒子都有一个由被优化的函数决定的适应度值和一个决定它们飞行方向和距离的速度，它们各自按照自己的飞行经历以及同伴的飞行经历调节自己的飞行．对解空间进行搜索，最后得到优化问题的精确解或满意解。若粒子的群体大小为m，每个粒子是D维解空间图1DP网格图的一个点，第i(i=1，2，⋯，m)个粒子的位置表示为，=2-2逐次优化法(，，⋯，