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首页快速自适应差分进化算法优化电力系统经济负荷分配
本文主要探讨了"基于快速自适应差分进化算法的电力系统经济负荷分配"这一主题,针对电力系统中的复杂经济负荷分配问题提出了创新的求解策略。传统的电力系统经济负荷分配往往面临非线性和多目标优化的挑战,这涉及到如何在满足电力需求的同时,最小化成本或能源消耗,同时还要考虑可能出现的阀点效应,即电力系统的某些特定负载点在功率变化时可能会导致显著的运行成本增加。 快速自适应差分进化算法(FSADE)的核心在于其对变异算子的改进。作者从矢量运算的角度出发,重新设计了变异算子,旨在增强算法在搜索解空间时的效率,从而大大提高算法的收敛速率。这意味着算法能够在更短的时间内找到接近最优的解,减少了计算复杂度。 此外,FSADE引入了自学习机制,通过对个体在进化过程中的性能监控,动态调整变异和交叉的概率常数。这种自适应调整策略使得算法能够更好地适应不同的问题实例,增强了其鲁棒性,使其在处理不同类型的问题时也能表现出良好的性能。 通过对比分析,研究者将FSADE与其他四种典型智能优化算法进行了实验测试,结果显示FSADE在计算精度和速度上具有显著优势。这意味着FSADE不仅能够提供高质量的解决方案,而且在解决实际电力系统经济负荷分配问题时,具有更高的效率和实用性。 基于快速自适应差分进化算法的电力系统经济负荷分配方法为电力行业的运营管理提供了有效的工具,它在提高经济效益、减少能耗以及应对复杂约束方面展现出了强大的潜力。在未来的研究和应用中,这一算法有望成为电力系统优化的重要组成部分,推动能源管理领域的技术进步。
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第 28 卷 第 4 期
Vol. 28 No. 4
控 制 与 决 策
Control and Decision
2013 年 4 月
Apr. 2013
基于快速自适应差分进化算法的电力系统经济负荷分配
文章编号: 1001-0920 (2013) 04-0557-06
吴亮红
1
, 王耀南
2
, 袁小芳
2
, 曾照福
1
(1. 湖南科技大学 先进矿山装备教育部工程研究中心,湖南
湘潭 411201;2. 湖南大学 电气与信息工程学院,长沙 410082)
摘 要: 提出一种求解复杂电力系统经济负荷分配问题的快速自适应差分进化算法 (FSADE). 从矢量运算角度对变
异算子进行分析, 提出了一种改进的变异算子, 大大提高了算法的收敛速率. 根据个体的进化过程, 引入自学习机制,
对个体的变异和交叉概率常数进行自适应地调整, 提高了算法的鲁棒性. 3 个不同规模的算例仿真结果表明, 与其
他 4 种典型智能优化算法相比, FSADE 具有更好的计算精度和计算速度, 是一种求解电力系统经济负荷分配问题的
有效方法.
关键词: 电力系统;经济负荷分配;阀点效应;自适应;差分进化算法
中图分类号: TM714;TP301.6 文献标志码: A
Fast self-adaptive differential evolution algorithm for power economic
load dispatch
WU Liang-hong
1
, WANG Yao-nan
2
, YUAN Xiao-fang
2
, ZENG Zhao-fu
1
(1. Engineering Research Center of Advanced Mining Equipment,Ministry of Education,Hu’nan University of
Science and Technology,Xiangtan 411201,China;2. College of Electrical and Information Engineering,Hu’nan
University,Changsha 410082,China.Correspondent:WU Liang-hong,E-mail:lhwu@hnust.edu.cn)
Abstract: A fast self-adaptive differential evolution algorithm(FSADE) for the complex nonlinear power economic load
dispatch problem is proposed. In the view of vector operation, the mutant operator of basic differential evolution algorithm
is analyzed, then an improved mutant operator is proposed to improve the convergence speed greatly. According to the
individual evolutionary process, a self-learning mechanism is introduced to adapt the mutation constant and crossover
probability constant. As a result, the robustness of the proposed algorithm is improved. To demonstrate the effectiveness
of the proposed algorithm, three classical test cases are conducted and compared with four other intelligent optimization
algorithms. The experiment results show that the proposed FSADE is an very effective algorithm for solving the power
economic dispatch.
Key words: power system;economic dispatch;valve-point effects;self-adaptation;differential evolution
0 引引引 言言言
电力系统经济负荷分配 (PED) 对提高电力系统
的经济性和稳定性具有重要意义, 其目标是在满足发
电机组和电力系统运行约束的条件下, 在各台机组间
合理地分配负荷使得发电成本最小化. 但由于火电机
组阀点效应的存在, 机组的耗量特性函数为一不可导
的非线性函数
[1]
; 同时, 受输电系统输送能力和系统
稳定性等条件的限制, 使得问题求解的可行域非凸
[2]
.
可见, 电力系统经济负荷分配是一个具有高维数、非
线性、不可微、多约束的复杂优化问题. 求解该问题
的经典数学方法, 如等微增率法、二次规划、非线性
规划等, 要求目标函数连续可导, 且定义于凸可行域,
优化结果与初值选取有很大的关系
[2-3]
; 动态规划法
对目标函数无严格限制, 但随着求解问题的维数增加,
计算量急剧增大, 面临“维数灾”问题
[4]
.
进化算法 (EA) 是一类模拟生物自然选择与自然
进化的随机搜索算法, 不依赖于目标函数和约束条件
的连续性、可导性等, 具有较好的通用性和鲁棒性, 是
求解大规模高维复杂非线性优化问题的有效方法, 近
收稿日期: 2011-11-07;修回日期: 2012-04-27.
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(60835004);国家自然科学基金项目(61203309, 61104088);湖南省教育厅优秀
青年项目(12B043);湖南省自然科学基金项目(10JJ9007);湖南省产学研结合创新平台项目(2010XK6066).
作者简介: 吴亮红(1977−), 男, 副教授, 博士, 从事智能优化算法及应用等研究;王耀南(1957−), 男, 教授, 博士生导师,
从事智能控制、智能信息处理、智能图像处理等研究.
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