一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法及系统，该方法包括：确定水电厂发电量范围、火电厂发电量范围；随机选取水电厂发电量范围内的任一数值作为水电厂初始发电量、火电厂发电量范围内的任一数值作为火电厂初始发电量；构建第一目标函数、第二目标函数；对第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值；对第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值；确定对应的最优火电厂发电量、最优水电厂发电量；根据最优火电厂发电量和最优水电厂发电量确定最优分配比；根据最优分配比确定最优调度方案。采用本发明专利技术方法或系统对水火电调度进行基于杂交水稻算法的多目标无功优化，实现了水火电经济的最优调度。

An economic dispatch method and system based on Hybrid Rice algorithm for hydro thermal power system

The invention discloses a method and system for water and fire electricity economic dispatch based on Hybrid Rice algorithm. The method includes: determining the range of power generation of a hydropower plant and the range of power plant of a thermal power plant; randomly selecting any value within the range of power generation in a hydropower plant as any value in the initial power generation of a hydropower plant and the range of the power plant of a fire power plant. For the initial generating capacity of the thermal power plant, the first objective function and the second objective function are constructed, the first optimal value is solved and the first optimal value is obtained. The optimal value of the second target function is solved, and the second optimal value is obtained; the optimal power plant power generation quantity and the optimal power plant power generation amount are determined, and the optimal power plant power generation capacity is determined. The optimal ratio of power generation and optimal power generation of hydropower plants is determined, and the optimal scheduling scheme is determined according to the optimal partition ratio. By adopting the method or system of the invention, Multi-Objective Reactive Power Optimization Based on Hybrid Rice algorithm is carried out for hydrothermal power dispatching, and the optimal dispatching of hydrothermal power economy is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法及系统
本专利技术涉及水火电调度领域，特别是涉及一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法及系统。
技术介绍
随着用电需求的飙升和化石能源的日益枯竭，高效利用不可再生能源显得日趋重要，研究火电厂燃料的高效利用也是很有必要的。水火电调度是指在一定的运行周期内，通过相应的决策准则，在满足一系列约束条件下充分发挥水电厂出力份额，从而达到火电厂的燃料费用最小的目的。调度过程中不仅要考虑水电厂和火电厂自身的约束，还要考虑电网传输过程中的网络损耗，火电厂燃料费用函数的阀点效应，水库的禁止排放区等因素。这不仅增加了问题的复杂性，同时也使得水火电调度决策问题的研究具有重要的意义。解决水火电优化调度问题的方法主要有传统的数值分析方法和人工智能算法两大类，传统的方法由于自身精度问题或者维数灾问题导致其在面对复杂非线性优化问题时求解质量不高。但传统的粒子群算法在面对高维度、大规模、多约束的水火电系统时容易陷入局部最优解而不能保证全局收敛，水火电系统的约束条件相对复杂。对于等式约束的处理，现存的处理方法主要是增加罚系数来抑制违反约束的可能性，但是此方法不能完全保证迭代过程中的粒子不违反约束，这样会产生很多不可行的解，消耗仿真时间，降低算法的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法及系统，对水火电调度进行基于杂交水稻算法的多目标无功优化，解决了在在最优调度求解过程中不能进行全局搜索，容易陷入局部最优的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法，包括：根据设定时间段内水电厂的最小发电量和最大发电量，火电厂的最小发电量和最大发电量，确定水电厂发电量范围、火电厂发电量范围；随机选取所述水电厂发电量范围内的任一数值作为水电厂初始发电量、所述火电厂发电量范围内的任一数值作为火电厂初始发电量；根据所述火电厂燃料费用构建第一目标函数；根据所述水电厂费用构建第二目标函数；根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值；根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值；根据所述第一最优值确定对应的最优火电厂发电量；根据所述第二最优值确定对应的最优水电厂发电量；根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比；根据所述最优分配比确定最优调度方案。可选的，所述第一目标函数具体为：其中F表示火电厂总成本；T表示总调度周期；Ns表示火电厂总个数；Psi,t表示火电厂的发电量；fi(Psi,t)表示t时段第i个火电厂的发电量Psi,t的燃料费用函数。可选的，所述燃料费用函数具体为：fi(Psi,t)＝asi+bsiPsi,t+csiP2si,t，其中asi，bsi，csi为第i个火电厂的所述燃料费用函数的系数。可选的，所述根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比具体为：根据系统负荷平衡约束公式确定所述最优分配比，其中Psi,t表示第i个火电厂t时段的发电量，Phj,t表示第j个水电厂t时段的发电量；PD，t为t时段的负荷所需，Ns表示火电厂总个数，Nh表示水电厂总个数。可选的，所述根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值具体包括：初始化第一水稻种群数、第一最大育种次数、第一最大自交次数，所述第一水稻种群由多个第一水稻个体组成，所述第一水稻个体表示所述第一目标函数的取值，选取所述火电厂初始发电量作为所述第一水稻个体；分别计算所述第一水稻种群中所述第一水稻个体的第一适应度值；所述第一适应度值表示所述第一水稻种群中所述第一水稻个体的优劣；根据所述第一适应度值将所述第一水稻个体进行排序得到第一个体适应度序列；将所述第一个体适应度序列区分为第一保持系、第一不育系、第一恢复系；将所述第一保持系与所述第一不育系进行杂交产生新的第一不育系个体；将所述第一恢复系进行自交产生新的第一恢复系个体；根据所述新的第一不育系个体与所述新的第一恢复系个体得到第一最优个体，所述第一最优个体为所述第一最优值。可选的，所述根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值具体包括：初始化第二水稻种群数、第二最大育种次数、第二最大自交次数，所述第二水稻种群由多个第二水稻个体组成，所述第二水稻个体表示所述第二目标函数的取值，选取所述水电厂初始发电量作为所述第二水稻个体；分别计算所述第二水稻种群中所述第二水稻个体的第二适应度值；所述第二适应度值表示所述第二水稻种群中所述第二水稻个体的优劣；根据所述第二适应度值将所述第二水稻个体进行排序得到第二个体适应度序列；将所述第二个体适应度序列区分为第二保持系、第二不育系、第二恢复系；将所述第二保持系与所述第二不育系进行杂交产生新的第二不育系个体；将所述第二恢复系进行自交产生新的第二恢复系个体；根据所述新的第二不育系个体与所述新的第二恢复系个体得到第二最优个体，所述第二最优个体即为所述第二最优值。一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度系统，包括：数据确定模块，用于根据设定时间段内水电厂的最小发电量和最大发电量，火电厂的最小发电量和最大发电量，确定水电厂发电量范围、火电厂发电量范围；初始值确定模块，用于随机选取所述水电厂发电量范围内的任一数值作为水电厂初始发电量、所述火电厂发电量范围内的任一数值作为火电厂初始发电量；第一目标函数构建模块，用于根据所述火电厂燃料费用构建第一目标函数；第二目标函数构建模块，用于根据所述水电厂费用构建第二目标函数；第一最优值获取模块，用于根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值；第二最优值获取模块，用于根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值；火电厂发电确定模块，用于根据所述第一最优值确定对应的最优火电厂发电量；水电厂发电确定模块，用于根据所述第二最优值确定对应的最优水电厂发电量；最优分配比确定模块，用于根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比；最优方案确定模块，用于根据所述最优分配比确定最优调度方案。可选的，所述第一目标函数构建模块为：根据公式构建第一目标函数；其中F表示火电厂总成本；T表示总调度周期；Ns表示火电厂总个数；Psi,t表示火电厂的发电量；fi(Psi,t)表示t时段第i个火电厂的发电量Psi,t的燃料费用函数。可选的，所述第一目标函数还包括：燃料费用函数确定单元，用于根据公式fi(Psi,t)＝asi+bsiPsi,t+csiP2si,t确定燃料费用函数，其中asi，bsi，csi为第i个火电厂的所述燃料费用函数的系数。可选的，所述最优分配比确定模块具体为：根据系统负荷平衡约束公式确定所述最优分配比，其中Psi,t表示第i个火电厂t时段的发电量，Phj,t表示第j个水电厂t时段的发电量；PD，t为t时段的负荷所需Ns表示火电厂总个数，Nh表示水电厂总个数。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术中通过采集水电站和火电站的最大、最小发电量，采用水稻算法对水电站、火电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法，其特征在于，包括：根据设定时间段内水电厂的最小发电量和最大发电量，火电厂的最小发电量和最大发电量，确定水电厂发电量范围、火电厂发电量范围；随机选取所述水电厂发电量范围内的任一数值作为水电厂初始发电量、所述火电厂发电量范围内的任一数值作为火电厂初始发电量；根据所述火电厂燃料费用构建第一目标函数；根据所述水电厂费用构建第二目标函数；根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值；根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值；根据所述第一最优值确定对应的最优火电厂发电量；根据所述第二最优值确定对应的最优水电厂发电量；根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比；根据所述最优分配比确定最优调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于杂交水稻算法的水火电经济调度方法，其特征在于，包括：根据设定时间段内水电厂的最小发电量和最大发电量，火电厂的最小发电量和最大发电量，确定水电厂发电量范围、火电厂发电量范围；随机选取所述水电厂发电量范围内的任一数值作为水电厂初始发电量、所述火电厂发电量范围内的任一数值作为火电厂初始发电量；根据所述火电厂燃料费用构建第一目标函数；根据所述水电厂费用构建第二目标函数；根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值；根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最优值；根据所述第一最优值确定对应的最优火电厂发电量；根据所述第二最优值确定对应的最优水电厂发电量；根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比；根据所述最优分配比确定最优调度方案。2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述第一目标函数具体为：其中F表示火电厂总成本；T表示总调度周期；Ns表示火电厂总个数；Psi,t表示火电厂的发电量；fi(Psi,t)表示t时段第i个火电厂的发电量Psi,t的燃料费用函数。3.根据权利要求2所述的调度方法，其特征在于，所述燃料费用函数具体为：fi(Psi,t)＝asi+bsiPsi,t+csiP2si,t，其中asi，bsi，csi分别为第i个火电厂的所述燃料费用函数的系数。4.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述根据所述最优火电厂发电量和所述最优水电厂发电量确定最优分配比，具体为：根据系统负荷平衡约束公式确定所述最优分配比，其中Psi,t表示第i个火电厂t时段的发电量，Phj,t表示第j个水电厂t时段的发电量；PD，t为t时段的负荷所需，Ns表示火电厂总个数，Nh表示水电厂总个数。5.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述根据杂交水稻算法结合所述火电厂初始发电量对所述第一目标函数进行最优值求解，得到第一最优值具体包括：初始化第一水稻种群数、第一最大育种次数、第一最大自交次数，所述第一水稻种群由多个第一水稻个体组成，所述第一水稻个体表示所述第一目标函数的取值，选取所述火电厂初始发电量作为所述第一水稻个体；分别计算所述第一水稻种群中所述第一水稻个体的第一适应度值；所述第一适应度值表示所述第一水稻种群中所述第一水稻个体的优劣；根据所述第一适应度值将所述第一水稻个体进行排序得到第一个体适应度序列；将所述第一个体适应度序列区分为第一保持系、第一不育系、第一恢复系；将所述第一保持系与所述第一不育系进行杂交产生新的第一不育系个体；将所述第一恢复系进行自交产生新的第一恢复系个体；根据所述新的第一不育系个体与所述新的第一恢复系个体得到第一最优个体，所述第一最优个体为所述第一最优值。6.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述根据杂交水稻算法结合所述水电厂初始发电量对所述第二目标函数进行最优值求解，得到第二最...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志伟，金灿，苏军，王春枝，孙爽，任紫扉，陈凤，杨娟，张旭，郑逍，孙一恒，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42