基于改进遗传算法的最优潮流问题的研究.pdf


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中南大学
硕士学位论文
基于改进遗传算法的最优潮流问题的研究
姓名:刘敏
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:粟梅
20100528
摘要论文提出采用遗传算法解决电力系统最优潮流问题。针对遗传算法容易出现早熟的缺点提出了一种改进的遗传算法。该改进的遗传算法引入种群分化机制,采用了动态自适应的交叉变异算子,有机结合一种令算法跳出局部最优的机制。测试结果表明,该改进算法在一定程度上避免了标准遗传算法的“早熟’’现象,提高了收敛性能,其求解精度和寻优速度都要比标准的遗传算法和自适应遗传算法有所提以电力系统有功损耗最小为目标,将有功功率、无功功率和电压等不等式约束作为惩罚项加入目标函数,构造出相应的适应度函数。来逐步修正个体的适应度。分别采用标准遗传算法、白适应遗传算法算。实验结果表明,该改进遗传算法在寻优过程中能够避免陷入局部最优,其求解精度也大大提高,计算时间也比其它两种方法大大缩减。电力系统,最优潮流,遗传算法,数学模型了改进的启发式交叉方法和随迭代次数退化的混沌变异法,并设计了为满足作为等式约束的基本潮流方程,对种群中的个体进行潮流计算和改进遗传算法对和节点标准测试系统进行仿真计实验验证了该算法的有效性。关键词:局。.:
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第一章绪论电力系统最优潮流概述行的问题显然更加具有十分重要的意义【。电力工业是国民经济的重要部门之一。“科技要发展,电力要先行一,随着现代工业和农业的不断发展以及人民生活水平的日益提高,社会对电力的需求量越来越大。为了满足日益增大的电力需求,必须不断扩大电力系统的规模,电力系统面临着日益繁重的规划任务。由于电力工业的发展水平不仅对国民经济的其它部门会产生巨大的影响,而且~次能源消耗和投资的数量也相当巨大,所以,合理地进行电力系统规划不仅可以获得巨大的社会效益,也可以获得巨大的经济效益。相反,电力系统规划的失误会给国家建设带来不可弥补的损失,因此,对电力系统规划问题进行研究,以期最大限度地提高规划质量,具有重大的现实意义。而在电力系统规划设计研究中,需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性【縪对于电力系统这样一个重要的能源转换系统,在保证系统安全供电的前提下,如何节约能源,减少能源资源消耗,降低网络损耗,有效地提高供电质量,提高电力系统的运行效率、经济效益,实现系统的优化运行,成为电力系统工程技术人员和学者研究与探讨的热点【。电力系统是现代工业系统中最复杂、最重要的复合工程系统之一。实际电力系统是一个非常复杂的大系统,它由发电厂、变电所、输电系统、配电系统及负荷组成,担负着生产、输送、分配和消费电能的任务,为现代国民经济生产和人民的日常生活提供了绝大部分能量,在人类的生产和生活中起到了极其重要的作用】。在电力系统中,电能不仅在生产时需要耗费大量煤、石油等一次能源,在输送、分配和消费过程中电能自身也存在着大量的损耗。特别是近几年,随着我国国民经济的快速发展以及人民生活水平的快速提高,用电量急速增长,全国都面临着电力严重短缺的局面。在如此严峻的形势下,研究如何使电力系统最优运电力系统最优运行指的是,在保证整个系统安全可靠和电能质量符合标准的前提下,如何优化地调度系统中发电厂或各发电机组以及变电站的运行,从而使得电力系统供电所需的总费用最少或者总燃料消耗量最少的运筹决策问题【。电力系统最优运行的研究工作,最早可以追溯到世纪年代以前,只是在世纪年代之前人们对其研究的目的仅仅局限于考虑优化后的经济性,而没有顾及到安全性、稳定性等因素,也因此一直被称为电力系统经济运行或经济调度,它的核心是等微增率准则【。虽然,经典经济调度方法具有算法简单、计算速度快、适合在线应用等优点,中南大学硕士学位论文
但是网损估计的计算量很大,再者,经济调度只考虑发电机有功功率越界的约束,对于其它约束条件均不予考虑,这跟实际的电力系统的运行情况不相符【。随着电力体制改革的不断深化,电网规模的不断扩大且日趋复杂、电力系统的安全运行水平的日渐提高,经典经济调度方法在处理节点电压越界以及输电线路过负荷等安全约束的问题上却显得无能为力自年以来,全球各地的电力系统发生了几次重大事故。、和年北美电力系统相继发生电网崩溃事故。特别是,从年以来,随着全球经济的发展,电力需求的剧增,电网规模的扩大,发生的电网崩溃事故也随着增加。此外,年中国安徽电网、年瑞典南康缤攴ü缤年日本东京电网、年美国西部联合电网、年新西兰电网等都发生过大面积的停电事故。此类大型电网大面积、长时间的停电事故在世界各国时有发生,不仅

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  • 时间2021-10-25