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《基于Matlab遺傳算法工具箱的梯級水電站優(yōu)化調(diào)度》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第25卷第11期電力自動化設(shè)備Vol.25No.112005年11月ElectricPowerAutomationEquipmentNov.2005基于Matlab遺傳算法工具箱的梯級水電站優(yōu)化調(diào)度121施展武，羅云霞，邱家駒（1.浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，浙江杭州310027；2.浙江水利水電?？茖W(xué)校，浙江杭州310018）摘要：遺傳算法因其簡單、通用、適于并行處理而用于解決非線性復(fù)雜問題。在研究了基于Matlab遺傳算法工具箱（GAOT）的基礎(chǔ)上，提出把水電站水庫看作一個系統(tǒng)，把系統(tǒng)的各元素、輸入/輸出參數(shù)等簡化和假設(shè)
2、后建立簡化通用的數(shù)學(xué)模型。用該數(shù)學(xué)模型討論了實現(xiàn)梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度問題，詳細(xì)分析了算法設(shè)計中遺傳算法控制參數(shù)的確定、編碼、隨機(jī)生成初始母體群、適應(yīng)度計算、選擇、交叉、變異、停止準(zhǔn)則判斷等。以某梯級水電站為例，利用提出的優(yōu)化調(diào)度模型計算了比較簡單的情況，表明是可行的，對較復(fù)雜的情況也同樣適用。關(guān)鍵詞：遺傳算法；水電站；Matlab；優(yōu)化調(diào)度中圖分類號：TM73；TP311.56文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-6047（2005）11-0030-04遺傳算法GAs（GeneticAlgorithms）是20世紀(jì)1.2算
3、子函數(shù)70年代由美國密歇根大學(xué)的John.H.Holland借鑒生算子函數(shù)包括交叉算子和變異算子，算子函數(shù)物界自然選擇和進(jìn)化機(jī)制發(fā)展起來的高度隨機(jī)自適提供了遺傳算法的搜索機(jī)制，通過算子函數(shù)，在原來應(yīng)搜索算法［1］。經(jīng)過30多年的發(fā)展，遺傳算法已經(jīng)種群的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的種群。a.交叉算子：function［child1，child2］=crossover在優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、智能控制、模式識別、圖像處理、［2~4］（parent1，parent2，bounds，params）。機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域取得了令人鼓舞的成就。b.變異算子：
4、function［child1］=mutation（parent1，目前，國內(nèi)外已有采用遺傳算法實現(xiàn)水電站的bounds，params）。優(yōu)化調(diào)度，文獻(xiàn)［5］研究了基于遺傳算法的水電站短所不同的是交叉算子由2個父代產(chǎn)生2個新的期優(yōu)化調(diào)度問題。文獻(xiàn)［6，7］利用遺傳算法實現(xiàn)水子代，而變異算子則是由1個父代產(chǎn)生1個新的子代。電站的優(yōu)化，但是采用二進(jìn)制編碼，計算比較復(fù)雜。1.3選擇函數(shù)文獻(xiàn)［8］采用十進(jìn)制編碼，一定程度上避免了二進(jìn)選擇函數(shù)決定哪些個體進(jìn)入下一代。制編碼的冗余，但是只是針對單個水庫水電站的優(yōu)選擇函數(shù)：Funct
5、ion［newPop］=selectFunction（old-化調(diào)度問題。由于水電站群優(yōu)化調(diào)度問題的復(fù)雜Pop，options）。性，目前尚無統(tǒng)一公認(rèn)的數(shù)學(xué)模型和求解方法。本其中newPop是被選擇的新種群，oldPop是當(dāng)前文用一個簡化的數(shù)學(xué)模型，采用Matlab遺傳算法工種群，options是其他可選參數(shù)向量。具箱求解梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度問題。遺傳算法工具箱給出了roulette.m，normGeomSe-lect.m，tourn.m等3個選擇函數(shù)。1Matlab遺傳算法工具箱簡介1.4初始化函數(shù)和終止函數(shù)遺傳算法
6、工具箱給出了initializega.m，initializeo-MathWorks公司的Matlab是目前主流的數(shù)值計ga.m2個種群初始化函數(shù)和maxGenTerm.m，optMax-算軟件之一，擅長數(shù)值和符號計算，系統(tǒng)建模、仿真GenTerm2個終止函數(shù)。和開發(fā)等。Matlab的功能強(qiáng)大之處還在于它開發(fā)了遺傳算法工具箱已經(jīng)在多維變量優(yōu)化、非線性可應(yīng)用于不同領(lǐng)域的工具箱，其中的遺傳算法優(yōu)化規(guī)劃、參數(shù)優(yōu)化和動態(tài)系統(tǒng)最優(yōu)控制等一系列領(lǐng)域工具箱就是一個可用于優(yōu)化設(shè)計的工具箱，文獻(xiàn)有了很好的應(yīng)用。［9］對遺傳算法工具箱作了
7、詳盡的介紹。1.1ga.m函數(shù)2數(shù)學(xué)模型ga.m函數(shù)是Matlab遺傳算法工具箱和外部的把水電站水庫群看作一個系統(tǒng)，把系統(tǒng)的各元接口，在實際優(yōu)化過程中，編寫好目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定參素及輸入/輸出等通過一定的簡化和假設(shè)后，建立數(shù)數(shù)，調(diào)用ga.m，便可實現(xiàn)優(yōu)化。學(xué)模型，再對數(shù)學(xué)模型求解，得到最優(yōu)調(diào)度的方案。收稿日期：2005-03-28；修回日期：2005-07-06梯級水電站優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型如下：第11期施展武，等：基于Matlab遺傳算法工具箱的梯級水電站優(yōu)化調(diào)度!T!mT!mmax!!ΔEtj（Vtj，Qtj）（1）ΔV
8、=!!max｛（Vtj-Vj，max），t=1j=1t=1j=1#max（0，V-V）｝（9）%Vt+1，j=Vtj+［Qr，tj-Qtj（Vtj）］Δtj，mintj%%%Z≤Z≤Z式中P為保證f為正的正整數(shù)。%j，mintjj，maxs.t.$（2）%3.5選擇%（或Vj，min≤Vtj≤Vj，max）%%%Q≤Q≤Q采用適應(yīng)
