外文翻譯禁止操作區(qū)受限的經(jīng)濟(jì)調(diào)度粒子群優(yōu)化算法的研究

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）譯 文題目 禁止操作區(qū)受限的經(jīng)濟(jì)調(diào)度粒子群優(yōu)化算法的研究學(xué)生姓名 張文娟 學(xué)號(hào) 2008105421 專業(yè) 電氣工程及自動(dòng)化 班級(jí) 20081096 指導(dǎo)教師 楊力森 評(píng)閱教師 完成日期 2012 年1月12日禁止操作區(qū)受限的經(jīng)濟(jì)調(diào)度粒子群優(yōu)化算法的研究a. i. el-galled， m. el-ha wary ， a. a. sallam， a. kalas摘要：實(shí)際上，由于一些物理操作上的限制，并不是所有的操作區(qū)中，機(jī)組都能夠正常運(yùn)行，因此，這些禁區(qū)把在最低和最高的發(fā)電極限之間的可操作區(qū)域劃分成不相交的凸子集。有禁止操作區(qū)的單元把一般的經(jīng)濟(jì)調(diào)度轉(zhuǎn)化為非凸性的優(yōu)化問題，在

2、這個(gè)優(yōu)化算法中，傳統(tǒng)的優(yōu)化問題中，基于拉格朗日乘數(shù)方法不能直接應(yīng)用。本文介紹了解決這個(gè)非凸性經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題一種方法，即粒子群優(yōu)化算法（pso）。一個(gè)由15個(gè)單元組成的系統(tǒng)，其中有禁止操作區(qū)的4個(gè)單元用于應(yīng)用程序.。由這一方法獲得的結(jié)果與通過傳統(tǒng)的方法和hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得的結(jié)果在此文中進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞：粒子群優(yōu)化算法，經(jīng)濟(jì)調(diào)度，禁區(qū) 1簡(jiǎn)介曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間，工程師們致力于為每一個(gè)他們可能遇到的實(shí)際問題找尋出最優(yōu)的解決方案。對(duì)他們而言，即使是與最佳方案有一丁點(diǎn)的偏差反映的也是一個(gè)不想要的經(jīng)濟(jì)損失，要么作為代價(jià)被付出，要么作為利潤(rùn)被損失掉。不幸的是，一些與現(xiàn)在可用的解決工具相關(guān)聯(lián)的問題，從

3、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，所謂的“近”的最佳解決方案可以足夠充分的和令人滿意的。這些困難來自雙方現(xiàn)實(shí)生活問題本身的復(fù)雜性及其運(yùn)作情況，例如，高非線性，可體現(xiàn)其功能的非連續(xù)性和有多個(gè)局部最優(yōu)方案的可能性。單獨(dú)而言，傳統(tǒng)的和不確定的優(yōu)化方法不能解決這樣的問題，除非他們擁有精英機(jī)制。即使在這種情況下，這些解決方案也可能是與最優(yōu)化方案相去甚遠(yuǎn)并非常耗時(shí)。實(shí)際的系統(tǒng)并不總是在使問題最優(yōu)化過程中表現(xiàn)優(yōu)良。在有大量發(fā)電單元和不同類型輔助設(shè)施的實(shí)際電力系統(tǒng)中，他們不總能被凸的功能所表現(xiàn)出來。在發(fā)電機(jī)和/或與之相關(guān)輔助設(shè)施中錯(cuò)誤時(shí)而存在。因此，禁止操作區(qū)可以被最小和最大的發(fā)電極限之間的區(qū)域形成。在這些禁區(qū)操作導(dǎo)致軸承的不可

4、避免的放大振動(dòng)。因此，倘若一些可操作區(qū)（禁區(qū)）不可用，在這些可用發(fā)電機(jī)組間分配負(fù)荷需求時(shí)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題現(xiàn)在正在降低發(fā)電成本。在數(shù)學(xué)上，禁區(qū)把最小和最大發(fā)電極限之間的范疇劃分成孤立的子地區(qū)。因此，決定的空間被轉(zhuǎn)換成為以非凸空間梯度為基礎(chǔ)的技術(shù)不適用的空間中去。i.ee和breipohl通過把非凸性決策空間分解成一些小的子集，進(jìn)而解決了這一難題。在這些小的子集中，每一個(gè)與之相關(guān)的調(diào)度問題要么是不可行的，或者直接由拉格朗日松弛方法可以解決。特別是當(dāng)處于運(yùn)行階段的的單元有禁止操作區(qū)時(shí)就需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。fan和mcdonald用了兩次拉姆達(dá)的迭代來解決有操作禁區(qū)區(qū)域的受限經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。hopfield

5、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過去常單獨(dú)使用3和文獻(xiàn)4，以解決非凸經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化問題。許多參數(shù)的調(diào)整必須為hopfield網(wǎng)絡(luò)做出來，以確保其一致性和銜接到一個(gè)可行的解決方案中去。本文探討使用改良粒子群優(yōu)化技術(shù)5來解決一些有禁止作業(yè)區(qū)的單位的約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。應(yīng)用“近”最好方案升級(jí)調(diào)查，該技術(shù)是一種并行人口為基礎(chǔ)的搜尋方法，每個(gè)迭代包括候選方案的全體人口。以雙方速度優(yōu)化的形式，以每個(gè)人在人口更新其內(nèi)部問題空間中的位置的方式，改良粒子群優(yōu)化技術(shù)被運(yùn)用到原始的粒子群優(yōu)化算法中來。這是旨在阻止個(gè)人在問題限制區(qū)以外的可探尋地區(qū)活動(dòng)，并降低這種算法導(dǎo)致的現(xiàn)今局部最小值的風(fēng)險(xiǎn)。由于沒有梯度信息的擬議技術(shù)的利用，它可以應(yīng)用到一類非

6、常廣泛的優(yōu)化問題中來，包括約束和限制優(yōu)化問題，仿真結(jié)果表明，無(wú)需梯度信息，該技術(shù)達(dá)到很好的精度，并且使用非常簡(jiǎn)單的算術(shù)和邏輯運(yùn)算而無(wú)需任何額外的調(diào)整參數(shù)。2問題陳述考慮一些有禁止操作區(qū)單位的約束調(diào)度問題，應(yīng)儲(chǔ)備的數(shù)學(xué)公式如下：在這里： i ：所有在線機(jī)組指數(shù)； ：發(fā)電成本（元/時(shí)）； ：第i號(hào)機(jī)組產(chǎn)生的功率（單位：兆瓦）；：第i號(hào)機(jī)組的成本系數(shù)函數(shù)； ：所上線機(jī)組的全集。受以下限制： （1）功率平衡在此：傳輸損耗（兆瓦）；總負(fù)荷需求（兆瓦）；（2）系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用 在此：si:第 i號(hào)機(jī)組旋壓儲(chǔ)備出力（兆瓦）；sr:系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備要求（兆瓦）；pimax:第i號(hào)機(jī)組的最大功率極限；stmax:第i號(hào)

7、機(jī)組的最高旋轉(zhuǎn)備用功率；（3）無(wú)禁區(qū)發(fā)電單元的發(fā)電極限在此：第i號(hào)機(jī)組的最小功率極限；通常情況下，系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用是從沒有禁止操作區(qū)的單元獲得的，為了控制最大旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備極限，最大允許發(fā)電被限于：在此：第i號(hào)機(jī)組的有效功率上限。（4）有禁區(qū)發(fā)電單元的發(fā)電極限pi min pipi 1 或 pi,j-1pipi,j j=2,.,ni 或 pi,nipipi max （i）在此： 第i個(gè)單元機(jī)組中第j個(gè)禁止操作區(qū)的功率下限； 第i個(gè)單元機(jī)組中第j個(gè)禁止操作區(qū)的功率上限；ni ：第i個(gè)單元機(jī)組中禁止操作區(qū)的個(gè)數(shù)。3.解決約束問題5 的粒子群優(yōu)化算法（pso）1.定義問題空間和設(shè)置邊界；2.在空間內(nèi)以任意的

8、位置與速率初始化一系列粒子；3.為每個(gè)粒子評(píng)估所需的目標(biāo)函數(shù)（例如最小函數(shù)），并與其以往的評(píng)價(jià)最佳值相比較：如果當(dāng)前值小于以前的最佳值，就將最佳值作為當(dāng)前值。4.在粒子的最佳位置中決定當(dāng)前總體最小值；5.把當(dāng)前的總體位置與先前的進(jìn)行比較：如果目前的總體位置低于以前的，就把總體位置定義為當(dāng)前的位置。6.運(yùn)用以下公式，改變速率：vxk+1=vxk+rand0p_increment*(pbsetx-presentxk) +rand0*g_increment(pbsetxgbsetx-presetxk)7.移動(dòng)到下一位置；8.檢查電流位置是否在問題空間內(nèi)，如果電流位置在空間外，就在空間內(nèi)把位置設(shè)置到最

9、佳值，并返回到步驟3；9.重復(fù)步驟2-8直至所有的簇在最佳為方案內(nèi)。4仿真結(jié)果一個(gè)由15個(gè)單元組成的系統(tǒng)是用于檢測(cè)為解決保有受限經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的粒子群最優(yōu)化方案的適用性，其中4個(gè)機(jī)組單元由禁止操作區(qū)。該系統(tǒng)在提供200兆瓦的旋壓儲(chǔ)存負(fù)荷時(shí)，也必須提供負(fù)載需求提供負(fù)載2650兆瓦。15個(gè)單元的數(shù)據(jù)在表1中被給出。4個(gè)禁止操作單元，第2，5，6及12單元在表21中列出。由表1得出15個(gè)單元中只有13個(gè)單元需要分配，因?yàn)榈?4號(hào)和第15號(hào)機(jī)組固定為15兆瓦，由于他們是作為系統(tǒng)的旋壓儲(chǔ)備而存在。群規(guī)模為50的已被用于解決這一問題。隨著通過傳統(tǒng)獲得的方法1和hopfield網(wǎng)絡(luò)的參考3和文獻(xiàn)4 結(jié)果列于表3。 表3顯示，通過粒子群最優(yōu)化方法獲得的發(fā)電成本甚至比通過經(jīng)典的數(shù)值方法獲得的成本更低，這是由于pso算法的微調(diào)對(duì)最終解決方案的影響能力。同樣通過粒子群最優(yōu)化方法獲得的結(jié)果也比hopfield網(wǎng)絡(luò)更加精確，這是由于與電力平衡約束間的細(xì)微差別，其中電力平衡約束與參考的解決方案4和成本較高的參考3相關(guān)表1：15個(gè)單元系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 表2:禁止操作區(qū)： 表3：仿真結(jié)果： 5.總結(jié)本文介紹了為解決非凸優(yōu)化（pso）經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的粒子群優(yōu)化算法。一個(gè)15個(gè)單元（15個(gè)單元中4個(gè)單元有禁止操作區(qū)）組成的系統(tǒng)被實(shí)際應(yīng)用。結(jié)果在良好的精度和（時(shí)間）復(fù)雜性方面有重大的意義