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基于遗传算法的机组组合问题的建模与求解 第3页

更新时间:2010-2-24:  来源:毕业论文
基于遗传算法的机组组合问题的建模与求解 第3页
步骤2。
   根据系统负荷平衡约束,求出机组2的出力大小。
   判断机组2出力大小的变化和出力范围是否满足增出力约束、降出力约束和出力范围约束。若满足则继续下一步,否则重复步骤2、3、4。
   判断机组1和机组2是否满足系统备用约束,若满足则继续下一步,否则重复步骤2、3、4、5。
   判断机组1和机组2是否满足输电线路传输容量约束,若满足继续下一步,否则重复步骤2、3、4、5、6。
   判断计数器 是否为4,若是则输出该种情况下两台机组各时段出力大 小,否则重复步骤2、3、4、5、6、7,另 。直到所有的情况搜索完毕为止。
执行完该算法,可以得到一最优机组组合计划。

3)模型求解与分析
我们根据上面的算法步骤,我们编C++程序(附录1),并代入各机组和负荷的初始数据。可以得到一总成本为6580¥的最优机组组合计划,如表一所示:
表一  3母线系统的最优机组组合计划
  机组G1 机组G2
小时 1 状态 运行 关机
  出力(MW) 100 0
  备用(MW) 100 0
 2 状态 运行 关机
  出力(MW) 130 0
  备用(MW) 70 0
 3 状态 运行 运行
  出力(MW) 130 40
  备用(MW) 70 60
 4 状态 运行 关机
  出力(MW) 140 0
  备用(MW) 60 0
 总成本(¥) 6580
使用穷举搜索法对该问题虽然能得出结果,但其运行效率太低,不能用于求解大规模问题,且编程实现较复杂,不是一种优良的算法。

问题2和问题3
1) 优化模型Ⅱ
问题2和问题3的优化模型为                                      (14)
                            (15)2)求解算法
对于问题2和3,我们同时采用穷举搜索法和遗传算法两种算法进行求解,并将求得结果进行比较,以比较两种算法的优劣。穷举搜索法的算法思想与问题1的求解算法思想一致。遗传算法的流程图如图二所示。
图二  遗传算法流程图
矩阵实数编码遗传算法的描述:
   针对机组组合问题的矩阵实数编码
本文以要安排发电机组起停计划作为遗传算法中的个体,采用实数矩阵形式进行编码。其具体形式为
   (16)
其中:  为遗传种群中的第 个个体
 为编码矩阵中的第 行第 列元素,含义为发电机组 在 时段的发电出力
 为编码矩阵中的第 个列向量,含义为 时段内发电机组间的负荷分配情况
 为编码矩阵中的第 个行向量,含义为发电机组 在发电计划制定周期内的出力过程

发电机组的运行状态取决于矩阵中元素的具体取值,即根据机组在某时段中的出力大小来确定启停状态,具体表达式为
                          (17)
   遗传种群初始化
遗传种群初始化时,按编码矩阵中列向量的顺序进行。以 中 为例,初始过程如下:
(1)生成服从均匀分布的随机数数组
                     (18)
其中: 为在发电机组 最大最小出力之间随机生成的正数
(2)计算百分比系数数组
                 (19)其中:      
(3)初始化各台发电机组的出力,即初始化

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