混沌量子粒子群算法的含风电场电力系统实时调度

风一火电力系统联合优化调度是一个极其复杂的np问题，不易求解。，改进粒子群算法，并将其应用于风一火电力系统联合优化调度，提出了一种改进的惯性权重线性递减的粒子群算法。针对粒子群算法容易局部收敛的缺陷，、首先，本文在惯性权重线性递减（ldw）的基础上，加入常数扰动，使惯性权重大幅增大，以便于跳出局部搜索，进行全局搜索，从而防止局部收敛；其次，为尽可能的避免粒子群算法出现粒子高度聚集在最优粒子的周围的情况，使得粒子趋于相同以致于大大损失粒子群的多样性，一定概率的自适应的改变惯性权重并混入随机个体，以便于更好的保持种群多样性、、最后，在matlab2010agui平台下采用几种不同的粒子群算法进行仿真试验。仿真结果表明，在相同条件下改进的粒子群算法能够寻到更精确的解。

第六讲含风电场的电力系统研究

首次将量子粒子群优化算法用于水电系统经济运行研究中。该算法是量子理论与粒子群算法的融合,在粒子编码过程中引入了量子的态矢量表达,并将量子比特的概率幅表示应用于粒子的编码,使得粒子可以表达为多个态的叠加;在粒子更新操作过程中,利用量子逻辑门实现了粒子的演化,具有比常规粒子群算法更好的目标优化性能。仿真结果证实该算法可有效解决水电机组经济运行问题。性能对比显示,该算法求得的解优于常规粒子群算法及其它优化算法所求得的解。

第28卷第19期电网技术vol.28no.19 2004年10月powersystemtechnologyoct.2004 文章编号：1000-3673（2004）19-0014-06中图分类号：tm715文献标识码：a学科代码：470·4054 粒子群优化算法在电力系统中的应用 袁晓辉1，王乘1，张勇传1，袁艳斌2 （1．华中科技大学，湖北省武汉市430074；2．武汉理工大学，湖北省武汉市430071） asurveyonapplicationofparticleswarmoptimization toelectricpowersystems yuanxiao-hui1，wangcheng1，zhangyong-chuan1，yuanya

随着电力系统规模的日益扩大和电力市场改革的实施，保证电力系统安全、经济、稳定、可靠地运行越来越重要。本文对pso算法在电力系统中应用的研究现状进行了较为全面的总结，主要包括在电网扩展规划、检修计划、机组组合、负荷经济分配、最优潮流计算与无功优化控制、谐波分析与电容器配置、网络状态估计、参数辨识、优化设计等方面的应用研究成果。

电梯混合能源控制优化是对电梯、太阳能、蓄电池、超级电容等设备间的能量交换进行控制优化。根据电梯系统的特点，在满足电梯所需能量的前提下，以电网所需的耗电量最小为优化指标，建立电梯的混合能源优化目标函数。其中目标优化函数中的变量如0－1等非连续的开关变量，其混合能源管理优化过程是非线性变参数优化问题，难以用普通的解析方法进行计算。采用混沌粒子群算法的智能求解策略，通过对某电梯的仿真，验证了模型和算法的有效性。

为科学求解梯级水电站群多目标优化调度模型,提出一种基于量子行为进化机制的多目标量子粒子群算法(moqpso)。该方法以标准量子粒子群算法(qpso)为基础,引入外部档案集合存储非劣粒子,利用个体支配关系实现档案集合的动态更新维护;依据个体领导能力优劣选择粒子历史最优位置与种群全局最优位置,维持搜索过程中个体进化方向的多样性;采用混沌变异算子对个体进行局部扰动,提升算法的全局收敛性能。乌江流域模拟调度结果表明,所提方法具有良好的收敛速度与寻优能力,可快速获得兼顾梯级水电系统经济性与可靠性要求的pareto解集,能够为工程人员提供科学的决策依据。

为降低变电站工频电场曝露水平,避免工作人员长期曝露其中可能造成的健康威胁,通过优化电站设备布局来降低一次设备周围近地面空间电场强度。建立220kv户外配电设备3维几何模型,采用软件仿真计算出220kv户外配电区电场分布,并将电场强度高于限值的设备区作为待优化区域。提出适用于变电站电场优化问题的粒子群优化算法的适应度函数和限制条件。以降低设备区外部电场分布作为优化目标,对其进行整体优化计算,在此基础上,以降低设备区内部高场强分布作为优化目标对相关设备位置进行微调。最后将计算所得最优电场分布与原电场分布进行对比,整体优化后的适应度函数值减小了83.4%,局部优化后适应度函数值再次减小了29.1%。优化结果表明,利用粒子群算法对设备排布重新优化,可以在不增加建设成本的前提下降低目前变电站工频电场曝露水平。

随着风电大规模的并网,风电的波动性和随机性给电力系统经济调度带来了困难。针对这种情况,本文在常规电力系统经济调度机组约束条件基础上,加入正负旋转备用容量约束,应对风电的不确定性,建立含风电的电力系统动态经济调度模型,并利用改进的粒子群算法与二次规划算法结合的方式对模型进行求解。仿真实验结果表明,本文所建立的调度模型能有效应对风电接入引起的备用需求变化,调度方案在满足安全、经济约束条件的情况下,能够取得最小的机组运行成本。

为优化电力市场竞价,以发电机组实际报价结算购电费用最低为目标函数,提出了基于粒子群算法的电力市场竞价方法。算例仿真计算的结果表明,在满足电力系统多种约束的前提下,能取得较好的收敛结果,进一步验证算法的正确性和有效性。

介绍了标准粒子群算法的基本思想,提出了钢框架抗震优化设计的量子粒子群算法,建立了多层钢框架优化设计数学模型,最后通过一个算例验证了该方法的效率和有效性,结果表明该方法科学可行,具有很好的应用前景。

第一讲风电场接入电力系统

船舶电力系统网络重构本质上是带约束的多目标组合优化问题。针对船舶电网重构问题的特点,建立了船舶电力网络的无向图模型;在此基础上,进一步建立了以负荷恢复量、开关操作次数和发电机效率均衡性为优化目标的船舶电力系统多目标重构模型;提出了一种结合\"背包策略\"和模拟退火算子的改进粒子群算法进行求解。其中\"背包策略\"可以明显提高粒子群算法的搜索起点和加快收敛速度;模拟退火算子能够很好地提高粒子群算法的局部搜索能力和克服粒子群算法易于陷入局部最优解的缺点。测试算例结果表明,利用所提方法能够获得更好、更完备的船舶电力系统重构方案,算法具有较好的优化性能。

介绍了混沌粒子群算法,并将其用于水库调度中,指出:混沌粒子群优化算法引入了混沌搜索机制,增加了粒子的多样性,扩大了搜索的范围,不仅保持了粒子群优化算法收敛速度快的优点,而且还增强了全局收敛能力,能避免陷入局部最优的情况,可以更好地解决水库优化调度的强约束、多阶段、非线性组合问题。

电力系统机组组合问题的改进粒子群优化算法

为提高电力系统短期负荷预测的精度,引入一种新型的群智能方法——粒子群优化算法,并将这种智能算法与bp算法相结合,形成了粒子群优化bp算法模型,建立了计及气象因素的短期负荷预测模型.通过具体算例将此模型与单纯的bp模型进行比较,结果表明:该算法具有较高的预测精度,完全能满足实际工程的要求.

在物联网时代利用计算机信息技术与通信技术,基于粒子群算法可实现对电力调度分级管理的技术手段。本文在应用现代微电子技术、通信技术和控制理论的基础上,选取常用测试函数的两种方式利用软件matlab完成测试与验证。通过粒子群算法,按照调度分级管理划分的范围,实现电力系统最优化的信息收集与交换、安全监视和控制、经济运行和维护,力求保障各电力控制功能的自动协调,有效防止了算法陷入局部最优,辅助调度人员正常稳定的指挥电力系统的生产运行。

风功率的随机波动特性要求电网合理安排运行备用容量。评估大规模风电接入后电力系统的运行备用风险成为合理安排电网运行备用需要解决的首要问题。提出了一种基于扩展状态空间分割法的含风电场的电力系统运行备用评估方法。该方法可以处理风机多状态模型,同时考虑了风机自身的随机停运和风速预测的不确定性,将全状态空间划分为2个区域,分别采用枚举法和模拟法对2个子空间的系统状态进行选择,从而实现快速精确的风险评估。对我国某实际区域电网的计算分析验证了该算法的正确性和有效性。

为了解决使用常规方法绘制水库发电调度图时,典型水文年的样本容量有限、水文特征的代表性具有局限性的问题,引入了文化粒子群算法,采用信仰空间吸收种群的知识经验,形成规则引导种群进化,充分利用历史实测资料绘制调度图。通过实例研究,获得了较常规方法更优的结果,为优化方法在水电站中长期调度中的应用提供了一条新途径。

风电是一种绿色可再生能源,在工业和经济飞速发展的今天,对能源的发展和电力结构的调整起着非常重要的作用。同时风电又具有间歇性、波动性和反调峰特性,对电力系统的风险评估造成了一定的影响。因此在传统电源规划的风险评估中,加入风电场这个不确定因素,考虑风电场对电力系统电源规划风险评估的影响。根据风电场的风速及强迫停运建立了风电场的可靠性模型,在此基础上,将蒙特卡洛模拟技术与最小费用评估模型结合起来,形成了含风电场的最小费用模型,通过算例仿真计算比较不同方案的系统的风险指标,结果表明风电场的容量和位置对系统电源规划风险评估的影响很大。

济钢的氧气系统一直存在着供需不平衡的问题,导致氧气放散率高,影响经济效益。通过对氧气系统的生产、存储和使用等环节进行综合分析,以氧气放散率最低,经济效益最大为目标函数,建立氧气系统优化调度的模型,并利用改进的粒子群算法求得最优解,取得了良好的效果。

为了提高接地网腐蚀故障诊断的精度和效率,提出基于混沌粒子群算法的分块诊断方法;根据节点撕裂法将接地网分成若干个子网络和自由支路,建立分块多目标优化模型,并采用混沌粒子群优化算法对诊断模型进行求解;利用matlab对算例进行仿真计算得到的诊断结果与实际故障倍数差都在±0.5之间,能够有效地判断出接地网腐蚀故障的情况,是一种可行的牵引变电所接地网腐蚀故障诊断方法。