基于改进布谷鸟算法的梯级水库优化调度研究

梯级水库优化调度模型的求解一直是水利学科需要深入研究的基本问题。使用改进布谷鸟算法求解梯级水库优化调度模型是一种新思路。布谷鸟算法是近年来提出的一种新颖的启发式全局搜索算法,该算法参数少、鲁棒性强、搜索效率高,已得到广泛的研究和应用。本文对标准布谷鸟算法的寻优机制作了阐述,并尝试在算法进化过程中采用动态发现概率以及引入变异机制对标准算法进行改进,提出了改进的布谷鸟算法,将其应用于某梯级水库优化调度问题当中。实例验证了布谷鸟算法在梯级水库优化调度中的可行性和有效性,提出的改进策略可有效克服标准算法中的"早熟"现象,改进算法搜索效率更高,寻优结果更稳定。     

鲸鱼优化算法在水库优化调度中的应用

为验证鲸鱼优化算法在水库优化调度求解中的可行性和有效性,采用4个典型测试函数对鲸鱼优化算法进行仿真验证,并与布谷鸟搜索算法、差分进化算法、混合蛙跳算法、粒子群优化算法、萤火虫算法和SCE-UA算法共6种算法的仿真结果进行对比分析;将鲸鱼优化算法与6种对比算法应用于某单一水库和某梯级水库中长期优化调度求解。结果表明:鲸鱼优化算法寻优精度高于其他6种算法8个数量级以上,具有收敛速度快、收敛精度高和极值寻优能力强等特点;鲸鱼优化算法单一水库和梯级水库优化调度结果均优于其他6种算法;鲸鱼优化算法应用于水库优化调度求解是可行和有效的。     

基于混沌变异布谷鸟算法的水库供水优化调度

根据水库联合供水优化调度的特点,建立了混沌变异布谷鸟算法求解多阶段组合优化问题的数学模型。针对标准布谷鸟算法全局寻优及局部搜索能力不平衡、后期收敛速度慢等缺点,采用混沌初始化以丰富种群的多样性,为全局寻优建立基础;同时引入变异算子以避免算法后期陷入局部最优。并以"山西大水网"为背景,将改进的布谷鸟算法应用于长治盆地供水区的优化调度,通过与标准布谷鸟算法进行对比,验证了混沌变异布谷鸟算法在水库联合优化调度中的有效性和优越性。     

基于改进混合蛙跳算法的梯级水库优化调度

针对混合蛙跳算法在寻优过程中出现的早熟收敛问题,利用混沌技术的遍历性优势对子群最优个体进行变异操作,形成局部精细搜索策略;根据蛙群相对多样性参数来判断算法是否陷入局部最优,进而对蛙群最优个体进行扰动以提高全局寻优能力,形成全局激励调节策略。耦合2种策略,提出了一种改进混合蛙跳算法。将其应用于李仙江梯级水库优化调度中,结果表明所提算法具有寻优质量高、收敛速度快的特点,有效地克服了标准混合蛙跳算法的早熟缺陷,为水库调度模型的求解提供了一种新方法。     

改进微粒群优化算法在水库防洪调度中的应用

微粒群算法(PSO)是一种新颖的智能计算优化方法,具有全局寻优、收敛速度快等优点。针对标准PSO搜索精度不高和易陷入局部最优的缺点,提出了一种在速度进化方程中引进收敛因子的方法,改进了标准微粒群算法的收敛性。将改进的微粒群优化算法用于水库优化调度计算,结果表明,改进的PSO计算结果合理、有效,可作为水库防洪优化调度的一种新方法。     

混沌差分进化算法在水库优化调度中的应用研究

针对差分进化算法在求解水库调度等复杂优化问题时,算法初始种群的随机性导致其在解空间中的代表性不足,算法的贪婪选择策略又极易导致种群迅速趋同而"早熟"收敛。提出初始种群的混沌生成策略,利用混沌因子的遍历性提高算法初始种群的代表性。同时,以动态概率接受适应值较差的个体作为子代个体参与进化,从而提高算法跳出局部最优解的能力。将改进的差分进化算法模拟乌江梯级电站优化调度问题,模拟计算结果表明,改进的差分进化算法具有较高全局搜索能力,大幅提高了求解的精度,适合求解水库优化调度等问题。     

基于改进蝙蝠算法的梯级水库发电优化调度

针对梯级水库优化调度高维度、多约束以及非线性优化的特点,将自适应权重以及连续禁忌搜索算法引入标准蝙蝠算法,改善标准蝙蝠算法在水库优化调度应用中出现的早熟收敛且陷入局部最优的问题:一方面利用自适应权重避免因更新步长机制导致寻优能力不足的问题;另一方面利用连续禁忌搜索算法避免因种群多样性差导致陷入局部最优的问题。案例分析结果表明,改进蝙蝠算法能有效运用于水库发电优化调度中,并且与标准蝙蝠算法相比,具有更强全局寻优能力、更高的运行效率,得到的运行调度结果更优。     

模拟植物生长算法在水库群优化调度中的应用

介绍了模拟植物生长算法的基本原理,针对梯级水电站优化调度问题的特点,建立了该问题的模拟植物生长算法求解模型.对基本模拟植物生长算法进行了改进,并设计了相应的算法步骤.在此基础上,将基本模拟植物生长算法及其改进算法应用于水库群优化调度中.通过对雅砻江梯级优化调度的应用分析,表明由形态素浓度决定其方向性和随机性搜索机制的模拟植物生长算法具有较强的全局搜索能力,为解决水库群优化调度问题提供了新的途径.     

基于PSO的梯级水库联合防洪调度

在分析梯级水库联合防洪调度、上下游水库及防洪保护对象之间复杂的水文水力联系和水库群对防洪保护对象防洪补偿调度方式的基础上,建立了梯级水库联合防洪补偿调度模型,并提出了一种基于粒子群算法的模型求解方法。以湖南省资水流域上柘溪与金塘冲水库为例,根据不同典型年的地区洪水组合,通过模型求解拟定了梯级水库联合补偿调度原则。分析研究结果表明,这种基于PSO的梯级水库联合防洪调度原则是合理的,该模型能在一定程度上简化梯级水库联合防洪补偿调度的复杂性,为解决梯级水库联合防洪补偿调度提供了一条简洁有效的途径。     

改进的粒子群算法在水库优化调度中应用

针对水库优化调度中存在的规模庞大、结构复杂,涉及大量的决策变量和复杂的约束条件,呈现出高维度、非线性、强约束特性,传统的优化方法难以直接求解或者计算效率低,存在早熟等问题。为了提高粒子群算法全局搜索能力和收敛性能,把下山搜索策略引入到粒子群智能算法中,提出了改进的粒子群算法。函数测试证明该方法改进了算法的鲁棒性,提高了算法求解效率。上述优化算法应用于水库优化调度模型求解中,计算结果表明:该方法易于实现,求解效率高,为水库优化调度模型求解提供了新的途径。     

梯级水库群优化调度精英集聚蛛群优化方法

将蛛群优化方法(SSO)这一新型群体智能寻优方法引入梯级水库群优化调度领域,并提出精英集聚蛛群优化方法(ESSO)进一步改善SSO的性能表现。ESSO在标准SSO方法寻优机制基础上,从精英个体动态更新策略与邻域变异搜索机制等两方面予以改进,提升蜘蛛群体的多样性与优秀个体领导能力,均衡方法的全局开采能力与局部勘探能力。澜沧江流域工程实例表明,所提ESSO方法能有效克服标准SSO的"早熟"缺陷,有效提升方法的搜索能力,可望为大规模梯级水库群优化调度提供一种新的高效求解思路。     

黄河上游梯级水库防凌优化调度方案研究

针对黄河上游凌汛期龙羊峡水库出库流量调度问题,在分析上游梯级水库防凌调度原则及调度运行方式的基础上,考虑青海电网电量平衡的需求,建立了黄河上游梯级水库防凌优化调度模型,并提出了改进的微粒群算法用于求解该模型。结果表明:凌汛期在保证龙羊峡水库出库总水量不变的情况下,通过调整龙羊峡水库在各时段的出库水量,既满足了青海电网电量平衡的要求,优化了青海电网电量结构,同时也增加了刘家峡水库防凌库容;通过优化调度,增加了凌汛期梯级水电站的可发电量,提高了梯级电站效益。     

蚁群算法求解梯级电站短期优化调度改进研究

本文提出一种改进蚁群算法(Improved ant Colony Optimization Algorithm)求解梯级水库群短期优化调度问题。该算法的改进主要包括嵌入邻域搜索的单库轮换寻优、基于出力反推的初始解生成技术和约束优先的目标函数比较方法。以四川某中型流域梯级三级电站联合运行为背景,对蚁群算法和改进蚁群算法的求解质量和收敛性进行比较,实例验证表明,改进蚁群算法可以获得较好的优化调度结果。     

改进粒子群算法在梯级水库优化调度中的应用

针对粒子群优化算法搜索精度不高和易陷入局部最优解的缺陷,结合梯级水库联合优化调度的实际问题,提出了惯性权重的余弦处理机制和自适应选择学习对象策略,并结合分层交叉思想对粒子群算法进行了改进。实例计算表明:该算法合理、可靠,有效地提高了计算精度与效率。     

基于多重迭代算法的梯级水库群调度图优化方法

基于梯级水库群中各水库的常规调度图,建立了以梯级水库群多年平均发电量最大为目标的梯级水库群调度图优化数学模型,提出了基于多重迭代实现高维模型降维的求解算法,即以轮库迭代法实现空间多水库降维,以轮线迭代法实现单一水库多调度线降维,以逐次优化算法实现调度线状态降维。万安溪-白沙梯级水库群的算例计算结果表明,该优化方法能获得形态合理的优化调度图,并能有效提高水库群发电量。     

水电站水库优化调度的改进混沌遗传算法

针对水电站水库优化调度问题,提出了将改进遗传算法和混沌优化相耦合的改进混沌遗传算法。该算法将混沌变量映射到优化变量的取值范围中,对混沌变量进行编码,表示成染色体,然后对其进行选择、交叉和变异,通过增加混沌扰动,不断进化收敛得到最优解。实例计算并与其他方法比较表明,该算法在求解水电站优化调度这样的复杂非线性优化问题时,搜索效率高,收敛性能好,能以较快的速度收敛于全局最优解,为水电站水库优化调度模型求解提供了一种新方法。     

基于惩罚的遗传蜂群算法在梯级调度优化中的应用

本文提出了一种结合了生物进化和群体智能思想的新型智能算法,并应用于水库群的梯级调度优化研究中。本算法以人工蜂群算法中群体协作的正反馈机制、个体分工的性态多样性思想、优良的全局搜索能力、并行计算性及较强的鲁棒性为基础,进行问题空间的全局寻优;在个体的局部寻优行为中,引入遗传算法的杂交和变异算子来优化侦查蜂路径,避免陷入早熟问题。同时针对梯级调度优化中常见的多维变量约束条件,借鉴模拟退火算法思想,在目标函数中构造的惩罚因子,使得带约束问题转化为了纯粹的优化问题。经实例验证,本算法具有普遍的梯级调度优化解决能力,并与传统的遗传算法及人工粒子群算法相比,具有更好的精度、收敛速度和寻优能力。     

冶峪河流域供水水库优化调度及用水补偿研究

针对梯级水库供水优化调度中模型目标的选择往往只重视综合效益的最大而无法协调各方面的利益,提出梯级水库优化调度与用水补偿相结合的思想,对用水削减方给予一定补偿。以冶峪河流域为研究对象,建立流域可供水量之和最大的多水源联合调度数学模型,采用蚁群算法,对模型进行求解,并根据流域实际分析用水削减方的用水补偿方案。结果表明:上游屯庄水库的运行,影响下游黑松林水库多年平均灌溉水量从1022.7万m3减少到851.2万m3,使黑松林水库灌区供水保证率减小了13.43%;而对下游灌区的用水补偿方案可以设定近期和远期两种补给方案后达到平衡。蚁群算法在研究梯级水库调度中计算速度快、收敛性好;水库调度与用水补偿相结合,可以最大限度地满足各部门用水需求,有效解决流域上下游和不同行政区之间的用水矛盾,为梯级水库供水优化调度提供了一种新的模式。     

基于改进与优化调度图的梯级电站联合调度

针对水库调度图常规制作方法的不足,按照梯级电站联合调度的要求,运用基于确定性优化调度模型的水库调度图改进和优化制作方法,结合水库调度函数进行梯级电站水库联合调度;以杂谷脑流域梯级电站水库联合调度为例,绘制了杂谷脑梯级电站中狮子坪电站的水库调度图,制定了薛城和古城电站水库运行策略,形成了杂谷脑流域梯级电站联合调度的决策方案。结果表明:用改进与优化制作方法绘制的水库调度图,满足了降低出力的要求,协调了不同的调度区域,提高了水库调度图的保证率、实用性和经济性;采用改进与优化调度图结合水库调度函数的调度方式,能形成有效的梯级电站联合调度决策方案,提高了梯级电站的联合调度发电量。     

水库发电优化调度改进粒子群算法应用

为进一步提升粒子群算法在水库发电调度中的应用效果，应用粒子群算法建立水库发电优化调度模型，从初始种群生成、寻优模式、更新策略等方面对算法进行改进，将均匀设计理念和混沌理念分别引入粒子群算法并对惯性权重进行了非线性自适应设计。计算结果与标准粒子群算法以及传统的动态规划进行了对比。结果表明，粒子群及其改进算法在水库发电优化调度中应用效果良好，综合考虑算法收敛能力、稳定性及计算耗时等指标，改进粒子群算法具有较高的实用价值。