专利名称：电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法
技术领域：
本发明属于优化调度与优化计算领域，涉及一种混沌优化方法，特别设计一种电 力系统经济负荷分配的混沌搜索方法。
背景技术：
电力系统经济负荷分配是在满足电力系统运行约束条件基础上组合机组，使发电 成本最低。因其可在不增加任何工程成本的条件下获得巨大的经济效益和社会效益而受到 业界的普遍关注。求解该问题的经典优化算法有简单梯度法、线性规划法、非线性规划法、动态规划 法、拉格朗日乘数法等。近年来，进化规划、遗传算法、粒子群算法、蚁群算法、人工神经网络 等方法也应用于该问题的求解中。但由于该问题的复杂性以及这些方法本身存在的易于陷 入局部极值等缺陷，造成所求结果质量不高。因此设计一种解决该问题的高效搜索方法具 有重要的应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，设计一种电力系统经济负荷分配的混沌搜索方 法，尤其是在有效处理具有复杂约束条件的电力系统经济负荷分配问题中作出积极贡献。本发明所采用的技术方案是一种电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，所采 集的数据均由计算机处理，构成具有复杂约束条件的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方 法。该方法根据实际电力系统的物理情况确定搜索变量的原始搜索空间，并在该空间内进 行多次初步搜索，再以当前最优解为中心确定重点搜索空间，然后以不同的概率同时对重 点搜索空间和原始搜索空间进行搜索。重点搜索空间范围逐渐缩小，搜索概率逐渐增大，最 终求得电力系统经济负荷分配的最优解或满意解。本发明的目的在于提出一种电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，该方法克服 现有方法寻优效率不高的缺陷，可有效求解多台机组的电厂经济运行的优化问题。
图1为混沌搜索方法流程图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。电力系统经济负荷分配问题的优化目的是在满足系统运行约束条件下，优化组合 机组的发电机出力，从而使得系统的总发电成本为最低，其指标函数为
(1)式中F为系统总发电费用；Ng为系统内发电机总数；Pi为第i台发电机有功功率；Fi(Pi)为第i台发电机耗量特性。对于Fi(Pi)用二次函数近似表示为Fl{pl) = alp2l+bipl + cl(2)式中a^b^Ci为参数。电力平衡约束条件为N{Pl=pL+pD(3)发电机运行约束条件为Pifflin < Pi < Pifflax, i = 1,2……Ng(4)式中PD为系统总负荷需求孔为系统总网损；Pimin，Pifflax为第i台发电机的最小与 最大有功功率输出。系统总网损采用B系数法计算，其关系式为pL = pTBggp+pTBg0+B00(5)式中，Pl = (Pl, p2, ... , pNg)T为Ng维发电机有功功率矢量；Bgg，Bg0, BQQ为网损系 数，即B系数。其中，Bgg为NgXNg维对称方阵；Bg(l为Ng维列矢量I为常数。在汽轮机进汽阀突然开启时出现的拔丝现象会在机组的耗量曲线上叠加一个脉 动效果，产生阀点效应。阀点效应可表示为EVi = IgpinMPi-pJ) |(6)式中EVi为阀点效应引起的第i台发电机耗量特性变化；gi，比为效应系数。根据不同的假设情况，寻优函数可以有三种表达情形情形1 忽略网损，忽略阀点效应时；
2F^fjFi(Pi) + kYJpi-pn ,/ = 1,2,..., (7)情形2 忽略网损，计及阀点效应时；
n n 2F^F^ + ^+k^-P,, ,/ = 1，2,.』(8)情形3 计及网损，计及阀点效应时；
2F = fjF,(pl)^E^kYjPl-Pl^Ps " = 1,2，.』(9)
/=1 /=1 /=1上式中K为约束条件的罚函数系数。针对上述优化问题，本发明混沌搜索方法所采用的混沌发生机制为yk+1 = sin [2/yk]，yk G [-1，1]，yk 乒 0(10)由该映射产生混沌序列需满足下列条件(1)迭代的初始值不能为0 ；(2)初始值不能取为无穷多个不动点的任何一个。将式(7-9)所述寻优函数统一记为min f x2,.....xn) = minf (xj)，Xj G [a^ bj , i = 1, 2. ... n(11)本发明混沌搜索方法步骤如下a、初始化 k = 0, r = Q,yt=y, (0),af=al,b,r =bt, i = 1，2. n。这里 k 为混沌变量
迭代标志，r为重点搜索标志，x；为当前最优解，当前最优值f*初始化为一个较大的数。
b、把乂以概率p和1-p分别映射到当前搜索空间 a丨 + y. (bl - a^Jf (random(0,l) < p) a'i + y'ib'-a^else
xf =
(12) p的取值根据重点搜索空间与原空间体积大小的比例给出,
c、利用式(11)计算/体勺。
，然后转步骤d ；否则直接转步骤d。d、_y/+1 =sin(2/>>/)，k = k+1。e、重复步骤b、c、d直到指定次数时，转步骤f。f、缩小重点搜索空间的大小。 h、返回步骤b，直到找到最优值为止。混沌运动具有良好的遍历性，但当搜索空间较大时遍历时间较长，造成寻优性能 下降。本发明采用的混沌搜索算法以不同的概率对原始空间和重点搜索空间同时进行搜 索，初始阶段对原始空间搜索概率大，随着重点空间的缩小，逐渐以大概率搜索重点搜索空 间，从而在保证了算法全局寻优性能的基础上，可以提高收敛速度，改善寻优性能。
权利要求
一种电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，所采集的数据均由计算机处理，构成具有复杂约束条件的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法。
2.根据权利要求1所述的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，该方 法根据实际电力系统的物理情况确定变量搜索的原始区间。
3.根据权利要求1所述的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，该方 法先在全局范围内进行多次初始搜索，再以当前最优解为中心确定重点搜索空间，然后以 不同的概率同时对原始空间和重点空间进行搜索，且重点搜索空间范围逐渐缩小，而搜索 概率逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，原始 空间和重点空间搜素的概率按照与其空间体积反比的关系确定。
全文摘要
本发明属于优化调度领域，具体为一种电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法，所采集的数据均由计算机处理，构成具有复杂约束条件的电力系统经济负荷分配的混沌搜索方法。该方法根据实际电力系统的物理情况确定变量搜索的原始区间，根据优化过程中搜索到的最优值，确定重点搜索空间，以不同的概率同时对重点搜索空间和原始搜索空间进行搜索，并不断缩小重点搜索空间范围。在保证全局寻优能力的情况下，可加快寻优速度，提高寻优效率。本发明主要用于电力系统经济负荷分配等问题的求解中。
文档编号G06N7/08GK101876988SQ20091022872
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者修春波, 陆丽芬 申请人:天津工业大学