一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，步骤包括：步骤1、确定火电厂环境经济调度问题的数学模型；步骤2、获取模型中的各类参数；步骤3、获得环境经济调度问题的初始可行调度集合；步骤4、对可行调度集合进行评价；步骤5、对可行调度进行更新；步骤6、判断整个可行调度是否更新完成；步骤7、对外部归档集中的非劣调度解集进行更新；步骤8、进行迭代输出最终的可行调度方案，即成。本发明的方法，将火电厂作为供电系统，利用对电力系统及火电厂数据的收集分析，结合基于聚类和变异思想的头脑风暴优化算法，实现对综合环境保护需求的火电厂经济调度问题的求解。
【专利说明】—种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能控制【技术领域】，涉及一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法。
【背景技术】
[0002]火力发电是目前电力供 应的主力军，由于火电厂排放大量的硫氧化物、氮氧化物以及二氧化碳等有害气体，不仅直接污染了大气环境，而且导致了温室效应，因此，综合考虑环境保护和经济效益的电力系统环境经济调度问题的研究，不仅具有重要的理论意义，而且是能源和电力可持续发展战略的最现实选择。如果考虑污染排放量，原来的单目标优化问题就会变为多目标优化问题，不仅增加了问题的复杂度，也给调度的实施带来了困难和挑战。因为在电力系统环境经济调度问题中，各目标之间是相互冲突的，因此制定合理的调度计划是目前研究的重点。
[0003]头脑风暴法是1939年美国创造学家A.F奥斯本首次提出的，又称智力激励法，是产生新观念或激发创新设想的一种激发性思维的方法，即大家围绕一个特定的兴趣领域产生新观念，这种情景叫做头脑风暴。利用头脑风暴会议中自由、不受约束和积极乐观的特点，2011年史玉回老师在第二次群智能国际会议(The Second Internat1nal Conference
on Swarm Intelligence,简称ICSI11)中提出一种新的群智能优化算法-头脑风暴优化
算法(Brain Storm Optimizat1n Algorithm,简称 BS0)。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，解决现有调度方法在电网的经济效益与环境效益之间难以调节，不易取得最佳效益的问题。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，按照以下步骤实施:
[0006]步骤1、确定火电厂环境经济调度问题的数学模型
[0007]设置环境经济调度问题的数学模型为:
【权利要求】
1.一种基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，其特点在于，按照以下步骤实施: 步骤1、确定火电厂环境经济调度问题的数学模型 设置环境经济调度问题的数学模型为:
2.根据权利要求1所述的基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，其特点在于:所述的步骤2中， 根据电网负荷曲线确定电网的负荷低谷与负荷高峰时段，确定各时段负荷分配的功率需求P1-' P广； 从电网调度中心统计数据获取当前时刻系统的数据，包括系统总负荷Pd、总网损P^s的参数值BmBc^Bcitl ； 根据烟尘排放定价、减排定价、二氧化碳排放许可价格得到污染排放量的参数数据a 1、 β 1、 Y 1、 ξ 1、入 i ; 根据电力系统辅助服务定价、单位电能生产中的煤耗定价、获得原煤价格、柴油价格火电机组运行时发电成本，得到燃料总费用的参数。
3.根据权利要求1所述的基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，其特点在于:所述的步骤3中，可行调度集合的具体产生方式如下: stepl:对前Np1个发电机组,在满足最大发电有功功率和最小发电有功功率的范围内，随机产生每个机组前Np1个发电机组的有功功率Pi，i = 1，2，....，Ng^1 ； step2:根据等式约束A =4 ~(PGi +PGl +……+ A1J计算第Ne个机组的有功功率； step3:计算网络损耗P1jqss ； step4:考虑网络损耗P^s，根据式A =Pm +Ploss -(Pcii +P62 +……+ 计算出符合等式约束条件的每个机组最后一维的有功功率Pd ; step5:判断最后第Ne个机组是否满足容量约束的条件，若不满足，则重新执行stepl到St印4步，否则保留产生的可行调度； 按照同样的过程产生N个可行调度集合。
4.根据权利要求1所述的基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，其特点在于:所述的步骤5中，具体实现过程如下所示: 5.1)选择操作 在第t次迭代中，对于当前的任意一个可行调度，根据下面的头脑风暴算法选择出要更新的可行调度， 对于第i个父代可行调度，产生一个随机值0-1之间的随机数randl， 若randl小于概率Pl ;则选择当前的类中可行调度进行更新；产生一个随机数rand2，若rand2小于概率P2，则选择一个类中心或者类内的可行调度作为更新对象， 当产生的随机数小于P3时，选择一个精英类中心或者类内的可行调度；否则选择普通类中心或者类内的可行调度； 若rand2大于等于概率P2，则随机选择两个类来产生新可行调度的有功功率；产生一个随机值，如果随机数小于概率P4，将选择好的两个类中的聚类中心进行线性组合；否则，从选择的两个类中随机选择的两个可行调度的有功功率进行线性组合； 否则，以1-Pl的概率从归档集中选出要变异的可行调度的有功功率， 上述的P1、P2、P3、P4均为头脑风暴算法中自带的概率参数，选择0-1之间的确定数； 5.2)变异操作 5.2.1)将选择操作得到的第j个可行调度前t次迭代历史调度中第i个机组的有功功率作为，则第j个可行调度中第i个机组第t+Ι次的有功功率4—+ 的迭代公式如下:
5.根据权利要求1所述的基于头脑风暴的火电厂经济环境调度方法，其特点在于:所述的步骤7中，外部归档集除了对种群中的非支配调度外的更新外，还采用拥挤距离法来进行维护，具体方法为:把种群中的非支配可行调度的有功功率逐一放入外部归档集中，如果该可行调度的有功功率被外部归档集中的可行调度的有功功率支配，则该可行调度的有功功率从归档集中删除，否则该可行调度的有功功率加入归档集；如果归档集中的可行调度的有功功率个数小于最大容量，则不进行删除操作，否则计算当前归档集中所有可行调度的有功功率的拥挤距离，删除拥挤距离最小的那个可行调度的有功功率使归档集中的可行调度始终保持在小于等于最大容量的数目上。
【文档编号】H02J3/00GK104037757SQ201410213573
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】吴亚丽, 郭晓平, 谢丽霞 申请人:西安理工大学