[发明专利]一种基于混沌差分粒子群算法的水电站优化调度方法

摘要

本发明公开了一种基于混沌差分粒子群算法的水电站优化调度方法，其特征是先选取目标电站，设置相应的约束条件等，再以二进制编码的形式表示电站的开停机组合方式，并给定初始种群大小及迭代次数，然后给定带有罚函数的适应度函数并计算每个粒子的适应度，根据混沌差分因子更新每个粒子的当前速度和位置，并且通过比较得到新的全局最优解，最后判断是否满足停止迭代条件。本发明提高粒子遍历搜索空间其他新位置的能力，增加种群多样性，可有效避免粒子群早熟收敛，陷入局部最优，本发明可用于水电站的优化调度领域。

主权项

一种基于混沌差分粒子群算法的水电站优化调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤(1)选择待计算的目标电站，并设置水电站相应的约束条件：电站负荷平衡约束，电站上游水位约束、各机组出力约束、各机组发电流量约束，电站运行水头约束，旋转备用容量约束，机组气蚀振动区约束，机组最小开停机时间约束；步骤(2)确定个体编码方式，采用二进制数来表示机组开停机状态，其中0表示机组处于停机状态，1表示机组处于开机状态；步骤(3)设置群体规模大小M，最大迭代次数T_max；其中以一天内96点的开停机组合方案作为一个粒子，随机生成规模大小为M的粒子群；步骤(4)计算各个粒子适应度，厂内经济运行优化过程以耗水量最小为目标，结合约束条件，可以设置适应度函数如下：其中：式中，W为电站总耗水量(m³)；为时段t第i台机组在工作水头为H_t，负荷为时的发电流量(m³/s)；ΔT表示时段时长；表示机组i在时段t的状态，停机时运行时Q_up,i，Q_dn,i分别表示开机和停机过程的耗水量，包括机组在开停机过程中所发生的机械磨损等所折合的水量；N为水电站机组台数；T为调度期时段数；M为约束破坏个数；K_m、|ΔX_m|分别为约束m的破坏惩罚系数及破坏程度；步骤(5)更新粒子的速度和位置，在原有粒子群算法的速度更新公式中，存在一项局部最优解pbest，即到当前迭代次数为止各个粒子本身找到的最优解用于更新各个粒子的速度和位置从而生成下一代，现将有关pbest的一项替换掉，即将认知过程替换，取而代之的是在当前粒子群中采用具有遍历特性的混沌机制，选取两个不同的被权值化了的粒子的位置向量差，这个向量差分算子作为新的认知项来更新粒子的速度和位置；步骤(6)更新全局最优解，计算得到当前代数每个个体的适应度值后，挑选个体适应度值最大的，与全局最优适应度值比较，若大于全局最优适应度值，则复制该个体替换全局最优个体，否则不进行操作；步骤(7)循环迭代，判断是否满足终止条件，终止条件为最大迭代次数；若满足，则停止迭代，并输出全局最优解；若不满足，则返回步骤(4)重新计算求解粒子的适应度。