王保民

摘 要：針對風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響，以火電機(jī)組的燃料成本及火電廠環(huán)境成本為目標(biāo)函數(shù)建立模型。通過懲罰系數(shù)將污染氣體排放量轉(zhuǎn)化為環(huán)境成本。提出了基于模擬退火的和聲搜索算法。通過與傳統(tǒng)的遺傳算法比較，驗(yàn)證了該算法的可行性與有效性。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 和聲搜索算法 模擬退火

中圖分類號：TM712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（c）-0120-02

電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是研究在滿足系統(tǒng)功率平衡和運(yùn)行約束條件的要求下，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化為目標(biāo)的最優(yōu)化問題。風(fēng)能作為一種新型的可再生能源，在電力系統(tǒng)的地位逐步上升。世界利用風(fēng)能的主要形式是并網(wǎng)發(fā)電，大型風(fēng)電場的發(fā)電量直追火電機(jī)組[1，2]。由于風(fēng)力發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，預(yù)測存在較大誤差，使含風(fēng)電場動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題更加復(fù)雜，調(diào)度決策必須考慮風(fēng)電預(yù)測不確定性帶來的影響。動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度能夠更好地反應(yīng)運(yùn)行要求，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文建立了以發(fā)電的煤耗成本和污染成本最低為目標(biāo)函數(shù)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型并基于模擬退火的和聲搜索算法。

2 基于模擬退火的和聲搜索算法

2.1 和聲搜索算法

和聲算法是對音樂演奏的原理的模仿。模擬了音樂家們通過自己對音樂的評價(jià)在排練音樂合奏的過程中，不斷對各樂器的音調(diào)進(jìn)行調(diào)整，最終形成一個(gè)最好的合奏狀態(tài)，模擬這一現(xiàn)象，將樂器比作優(yōu)化問題中變量，各樂器的音調(diào)相當(dāng)于各變量的值，優(yōu)化問題的第j組解向量等價(jià)于各樂器音調(diào)的和聲，目標(biāo)函數(shù)等價(jià)于音樂效果評價(jià)，提出了HS算法[3]。和聲搜索算法是基于隨機(jī)搜索的一種算法，但是卻有更少的參數(shù)，往往被用于優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行成本。

2.2 算法改進(jìn)

和聲搜索算法對初值具有依賴性。模擬退火算法的最大特點(diǎn)是算法本身與初值無關(guān)，最優(yōu)解與初始解的狀態(tài)即算法迭代的起點(diǎn)無關(guān)，并且具有漸近收斂及并行計(jì)算的特性，已經(jīng)在理論上被證明是一種以概率收斂于全局最優(yōu)解的全局優(yōu)化算法[1]?；诤吐曀阉魉惴ㄟ@一特點(diǎn)計(jì)算初值便可克服和聲算法對初值依賴性這一缺陷。

3 算例分析

本文采用典型的10機(jī)測試系統(tǒng)。系統(tǒng)中含有一個(gè)風(fēng)電場。根據(jù)風(fēng)電場里有雙饋異步風(fēng)機(jī)V90，2MW 100臺。計(jì)算過程中計(jì)算變量及風(fēng)電場出力采用標(biāo)么值計(jì)算。由于風(fēng)電場出力具有隨機(jī)波動(dòng)性，本文假設(shè)風(fēng)電場的并網(wǎng)使得正旋轉(zhuǎn)備用增加wu%=20，負(fù)旋轉(zhuǎn)備用增加wd%=40[4]。計(jì)算結(jié)果如表1所示。

而利用遺傳算法所獲得的最優(yōu)解成本為254442.26萬元。比較兩種算法，可以看出，本文提出的基于模擬退火算法的和聲搜索算法比起傳統(tǒng)的遺傳算法將總發(fā)電成本從254442.26元降低到232904.85元，節(jié)約成本21537.41，占總成本的8.464%。這一經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案降低了對煤炭的消耗量，節(jié)省了一次能源，對應(yīng)的環(huán)境的污染也減少，效果明顯。是一個(gè)更好的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方案。

4 結(jié)論

本文研究了含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，并提出一種基于模擬退火算法的和聲搜索算法，實(shí)例證明本文提出的基于模擬退火算法的和聲搜索算法在計(jì)算含風(fēng)電場的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題上具有一定的優(yōu)越性，能夠在短時(shí)間內(nèi)找到最優(yōu)解，對電力系統(tǒng)而言，節(jié)省一次能源的消耗量，減少污染氣體的排放量，有較高的使用價(jià)值和發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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