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        基于IEEE-RTS系統(tǒng)設(shè)計問題的模擬方案

        2020-10-21 21:29:27肖滟琳吳昊
        大東方 2020年3期
        關(guān)鍵詞:線性規(guī)劃模擬退火

        肖滟琳 吳昊

        摘 要:電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行是國家發(fā)展的前提和基礎(chǔ),在滿足電力系統(tǒng)技術(shù)性指標的前提下使規(guī)劃電力系統(tǒng)的總費用最小是值得研究的問題。由于電力系統(tǒng)技術(shù)性指標較多,關(guān)聯(lián)性較為復(fù)雜,本文采用層層遞進的方式對,電力設(shè)備經(jīng)濟化建設(shè)經(jīng)行優(yōu)化。針對問題一,直接采用經(jīng)濟學中,年值的相關(guān)計算方法對在未來十年增裝10臺不同類型的機組提出最優(yōu)方案。針對問題二,約束條件呈現(xiàn)線性關(guān)系,建立線性規(guī)劃模型解決該問題。

        關(guān)鍵詞:線性規(guī)劃;模擬退火;模擬退火遺傳算法

        Ⅰ問題重述與分析

        1.1.1問題一重述及分析:

        在只考慮機組投資費用情況下,利用技術(shù)經(jīng)濟學相關(guān)公式提出IEEE-RTS系統(tǒng)擬在未來十年增裝 10 臺不同類型的機組的最優(yōu)方案。

        1.1.2問題二重述及分析:

        建立數(shù)學模型,加入發(fā)電容量 N-1 準則等約束條件,利用約束條件間的線性關(guān)系,建立線性回歸數(shù)學模型。求解最經(jīng)濟方案。

        1.2 模型假設(shè)

        [1] 假設(shè)所研究目標在該時間內(nèi)不存在不合理的大幅波動;

        [2] 不考慮有臨時目標加入該系統(tǒng),不考慮突發(fā)事件與偶然事件;

        [3] 假設(shè)任務(wù)測試數(shù)據(jù)少時,權(quán)重的改變不影響模型識別能力。

        Ⅱ問題解決

        問題一:

        在只考慮機組投資費用情況下,IEEE-RTS系統(tǒng)擬在未來十年增裝 10 臺不同類型的機組的最優(yōu)方案與機組建設(shè)成本相關(guān),

        其中,r為貼現(xiàn)率,CRF為資金回收系數(shù)。當CRF用于折算機組投資成本時,N表示機組使用壽命,P表示機組投資成本現(xiàn)值;當CRF用于折算運行成本時,N表示規(guī)劃年限T,P表示T年內(nèi)的運行總成本。

        本題以年值為計算基礎(chǔ),從圖表可知在利率不同的情況下,個方案的優(yōu)異不同,選擇不同。

        問題二:

        在第一問的基礎(chǔ)上,加入了發(fā)電容量 N-1 準則等約束條件,通過對題目分析,發(fā)電容量總和應(yīng)大于原裝機容量的30%,在N-1的情況下任能滿足負荷峰值。本題只需建立線性規(guī)劃模型即可求解。

        MATLAB中線性規(guī)劃的標準形式為:

        (1)為目標函數(shù)中決策變量的系數(shù)矩陣。

        (2)A為約束條件中決策變量的系數(shù)矩陣,在寫程序時可用a表示,

        (3)在約束條件中有等式時,Aep表示等式中系數(shù)矩陣,beq表示等式結(jié)果。

        (4)LB 和 UB 分別是變量 x 的下界和上界。

        (5)本題中函數(shù)形式為y=A1*x1+A2*x2+A3*x3+A4*x4。標準形式為min,而本題中約束條件為max故c取相反數(shù)。

        自適應(yīng)遺傳算法:

        交叉概率Pc和變異概率 Pm 對遺傳算法性能有很大的影響,直接影響算法收斂性。雖然Pc 較大的時候種群更容易產(chǎn)生新個體,但是當其變大時,優(yōu)良個體在種群中保留率也降低。對Pm來說,若其過大則本算法相當于普通的隨機算法,失去了遺傳算法的意義。本文直接給出Srinvivas提出的自適應(yīng)遺傳算法(Adaptive GA,AGA)方法:

        模擬退火遺傳算法:

        用模擬退火算法對GA進行改進的具體辦法有許多,總結(jié)下來有退火思維改進適應(yīng)度函數(shù)、退火式變異(SAM)和退火式選擇等方法。

        參考文獻

        [1]模擬退火-爬山混合算法用于無波前傳感器快速像差校正[J].劉瑩,馬劍強,何挺,李保慶,褚家如.光學精密工程.2012(02)

        [2]模擬退火法快速逼近解求模型參數(shù)[J]李成賢楊發(fā)群李成皓霍成勝 測繪地理信息 2016 04

        [3]對模擬退火算法的衰減函數(shù)T和MetrOPolis準則的改進[J].常忠東.內(nèi)蒙古民族大學學報(自然科學版).2011(04)

        [4]遺傳算法中防止早熟收斂的幾種措施[J].蔣騰旭,謝楓.計算機與現(xiàn)代化.2006(12)

        [5]基于多種群遺傳算法的輸電系統(tǒng)擴展規(guī)劃[J].葉在福,單淵達. 電力系統(tǒng)自動化.2000(05)

        [6]模擬退火算法與遺傳算法的結(jié)合[J].王雪梅,王義和.計算機學報.1997(04)

        [7]基于遺傳算法的公路施工項目成本優(yōu)化研究[J].史玉芳,李慧民,陸寧.建筑經(jīng)濟.2009(07)

        [8]關(guān)于空調(diào)成本優(yōu)化方案的淺析[J].侯高明.機電信息.2012(28)

        [9]實施成本優(yōu)化是研究院發(fā)展的必然要求[J].吳江.航天工業(yè)管理.2011(04)

        [10]水利水電工程施工成本優(yōu)化管理初探[J].劉泉.中國高新技術(shù)企業(yè).2011(36)

        [11]受損橋梁不同時間維護成本優(yōu)化計算模型[J].王剛,劉勝利. 工程經(jīng)濟.2015(01)

        [12]汽車企業(yè)采購物流成本優(yōu)化管理[J].畢文棟.中國科技投資.2012(24)

        (作者單位:西華大學電氣與電子信息學院)

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