求解水库优化调度问题的动态规划_遗传算法

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1、第40卷第5期武汉大学学报(工学版)Vol.40No.52007年10月EngineeringJournalofWuhanUniversityOct.2007文章编号:167128844(2007)0520001206求解水库优化调度问题的动态规划2遗传算法刘攀,郭生练,雒征,刘心愿(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)摘要:综合动态规划和遗传算法的优点,基于贝尔曼最优化原理将水库优化调度按阶段划分为若干多目标决策子问题,各子问题采用混合编码的多目标遗传算法求解,从而提出了一种求解水库优化调度问题的动态规划2遗传算法.该算法不仅在时间上通过划分阶段降维,而且采

2、用遗传算法克服离散状态空间组合所产生的维数灾问题.从理论上论证了动态规划2遗传算法的全局收敛性,分析得出该算法的效率一般高于遗传算法;并经数值试验表明:在计算时段数较多时,动态规划2遗传算法显著优于遗传算法.因此,提出的动态规划2遗传算法为求解水库优化调度问题提供了新的思路与途径.关键词:水库调度;遗传算法;最优化原理;动态规划2遗传算法中图分类号:TV697.1文献标志码:AOptimizationofreservoiroperationbyusingdynamicprogramming2geneticalgorithmLIUPan,GUOShenglian,LUOZheng,LIUXi

3、nyuan(StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)Abstract:BasedontheBellman’soptimalityprinciple,adynamicprogramming2geneticalgorithm(DP2GA)isproposedtooptimizethereservoiroperation.Thereservoiroptimaloperationispartitionedintomulti2stagepro

4、blemsbasedontheoptimalityprinciple,whichcanbeoptimizedbyusingmulti2objectiveGArespectively.Thedimensionsofbothtemporalandspatialcouldbereducedgreatly;andtheglobalconvergenceandefficiencyoftheDP2GAareanalyzedtheoretically.AMonteCarloexperimentisusedtosimulateandevaluatetheproposedalgorithmwiththeQi

5、ngjiangRivercascadehydropowerstationsascasestudy.ItisindicatedthattheDP2GAisvaluableforthereservoiroptimaloperation,especiallyfortheoptimizationofreservoiroperationwithmanyperiods.Keywords:reservoiroperation;geneticalgorithm;Bellman’soptimalityprinciple;dynamicprogram2ming2geneticalgorithm寻求水库最优调度

6、轨迹过程线,是水库优化调方法,在水库(群)优化调度领域中得到了较多的关度中的经典、难点问题.动态规划是水库调度中应注,可在一定程度上克服维数灾,给现代水库调度[3～7]用最广泛的方法,它对优化问题从时间上降维,但技术注入了活力与生机.遗传算法虽能收敛于[1,2]仍避免不了状态空间的维数灾问题.遗传算法全局最优解,但需耗用相当长的计算时间作为代是一种基于模拟自然基因和自然选择机制的寻优价,因此计算时间是遗传算法应用中的关键问收稿日期:2006211229作者简介:刘攀(19782),男,湖南湘潭人,博士,讲师,从事水文及水资源开发利用研究.基金项目:国家自然科学基金(编号:50609017)

7、;湖北省自然科学基金(编号:2006ABA229).©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2武汉大学学报(工学版)2007[3]k+1kk+1k题.如采用1年的资料进行单一水库优化调度,水量平衡方程:QIi=Qoi+Qi;其中QIi,Qoi,Qi计算时段长度为月(优化变量个数