基于节能减排的电力系统优化调度研究

毕业设计（论文）开题报告书课题名称基于节能减排的电力系统优化调度研究课题来源省教育厅课题类型AX导师学生姓名学号专业开题报告内容：电力系统优化调度（EconomicOptimizeDispatch，EOD）是指在满足电力系统或发电机组运行约束条件的基础上在各台机组间合理地分配负荷以达到最小化发电成本的目的，是经济调度中非常重要的问题，是电力系统中一类典型的优化问题。随着人们对环境的关注，环境成本也应考虑到电厂的费用中去，而以往的EOD问题分析中没有考虑环境的问题。考虑环保成本的EOD是在不改变现有系统的情况下，通过机组间的负荷分配，挖掘系统本身的总体上减轻污染的能力，在满足现有负荷情况下，充分协调各个系统之间的关系，以达到节能减排目标下电力资源的最优配置。对当代社会的发展具有深远的意义。方法及预期目的：方法：以电力系统经济负荷分配为目标函数，以经济性、环保性、可靠性等为系统变量建立数学模型，采用控制理论的分层思想，用多粒子群多层次优化算法，结合配电网络的特点，把各个子系统的最优值作为当前粒子的个体最优值，进行第二次粒子群优化，以提高迭代过程中有效解产生的概率，利用多粒子群分层分布式算法，有效提高目标函数的优化精度，收敛速度和收敛到全局解的次数。本文以电力系统优化调度为中心，充分考虑各个系统之间的关系，利用粒子群优化算法，得到电力资源的最优配置。预期目的：利用粒子群算法对多节点的配电网络进行优化，并利用仿真软件对优化前后的结果进行仿真，最终找出最优的调度方案。指导教师签名：日期：课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题（1）、（2）均要填，如AY、BX等。基于节能减排的电力系统优化调度研究摘要电力系统优化调度（EconomicOptimizeDispatch，EOD）是指在满足现有经济负荷条件下，合理的分配各个机组的负荷和约束条件，以最小的发电成本解决当前负荷增长的问题。从数学上来讲，机组组合问题属于高维数、非凸的、离散的、非线性的组合优化问题，用普通算法很难获得最优解，因此寻找该问题的最优解成为本论文研究的主要方向。随着现代电力行业向智能化、微型化、网络化发展，现代电网的结构和运行方式更加复杂。加之环保问题越来越具体化，电力系统的优化问题出现了很多新的特点和要求，传统的优化模型以及常规的优化方法对现代的电力行业有很大的难度，根据现代电力系统的特点和发展趋势，本文深入的研究电力系统优化中的若干问题，在节能减排框架下对现代电力网络进行了优化调度的研究，利用改进型粒子群算法建立数学模型对现代电力网络进行优化，建立了考虑各个机组协调优化和环境参数的数学模型，采用改进粒子群算法解决电力系统环境经济调度问题。本文先研究基本粒子群算法，分析它的思想并利用测试函数对其算法进行仿真。然后再此基础上将改进粒子群算法应用到电力系统优化的问题上，并且加入环境变量约束，该算法克服了传统粒子群算法易陷入局部最优，且收敛速度慢的问题，本文最后对两个典型IEEE配电网络进行了仿真和计算，计算结果表明该算法在计算精度和收敛速度的优越性。关键词：优化调度；电力系统；粒子群算法；环境保护；收敛性OptimalSchedulingofPowerSystemsBasedonEnergySavingandEmissionReductionABSTRACTPowerSystemEconomicOptimizeDispatch(EOD)referstoarationalloaddispatchbetweenunitsinordertoachievethepurposeofminimizingthegenerationcost,Mathematicallytheunitcommitmentproblemisahigh-dimensional,nonconvex,discrete,nonlinearcombinatorialoptimizationproblem,problemanditisquitedifficulttoobtaintheoptimalsolution.Somostoftheresearchofthisproblemaimsatgettinganear-optimalsolution.Withthedevelopmentofmodernpowerindustrytointelligent,miniaturized,thenetworkdevelopment,themodernpowergridstructureandoperationmodeofmorecomplex.Inadditiontoenvironmentalproblemmoreandmorespecific,thepowersystemoptimizationproblemsappearedmanynewcharacteristicsandrequirements,thetraditionaloptimizationmodelandtheconventionaloptimizationmethodofmodernelectricpowerindustryhasverygreatdifficulty,accordingtothemodernpowersystemcharacteristicsanddevelopmenttrends,thispaperin-depthresearchonoptimizationofelectricpowersystemanumberofissues,intheenergysavingemissionreductionundertheframeofmodernpowernetworkwereoptimizedschedulingresearch,usingtheimprovedparticleswarmalgorithmtobuildmathematicalmodelonmodernpowernetworkoptimization,toconsidertheestablishmentoftheunitcoordinationoptimizationandenvironmentalparametersinthemathematicalmodel,Adoptsmulti-objectiveparticleswarmoptimizationalgorithmtosolveenvironmentaleconomicpowersystem.Thispaperfirststudiesthebasicparticleswarmalgorithm,analyzesitsthoughtandtheuseoftestfunctionforthesimulationalgorithm.Thenthebasisofimprovedparticleswarmoptimizationalgorithmanditsapplicationtopowersystemoptimizationproblems,andjoinedtheenvironmentalconstraints,thealgorithmovercomesthetraditionalparticleswarmalgorithmiseasytofallintolocaloptimum,andtheconvergencespeed,basedonthetwotypicalIEEEdistributionnetworkissimulatedandcalculated,theresultsofcalculationshowthatthealgorithmincalculatingaccuracyandconvergencespeedadvantage.Keywords：Optimizedispatch;Powersystem;ParticleSwarmOptimization;Environmentalprotection;Convergence目录第一章绪论...................................................11.1前言......................................................11.2课题研究的背景和意义.......................................21.3研究现状...................................................31.4本文主要内容..............................................4第二章基本粒子群算法.........................................52.1基本粒子群算法的原理.......................................52.2PSO算法的基本步骤和流程...................................62.3基本PSO参数设置..........................................92.4带惯性权重的粒子群算法....................................92.5粒子群算法的应用.........................................102.6.粒子群优化算法的发展方向.................................14第三章粒子群算法的改进.....................................163.1基本PSO算法存在的问题...................................163.2粒子群优化算法的改进策略.................................163.3粒子群算法的改进方法.....................................17第四章基于多目标电力系统的优化模型..........................164.1目标函数.................................................164.2约束条件.................................................184.3电力系统环境经济调度问题的多目标实现......................194.4多目标粒子群算法解决电力系统环境经济问题的算法的优化......234.5算例与分析..............................................22第五章节能减排框架下电力系统优化调度仿真....................265.1含3台发电机组的电力系统经济负荷分配仿真分析..............265.2含6台发电机组的电力系统经济负荷分配仿真分析..............28第六章总结与展望............................................28致谢.......................................................29参考文献.....................................................30附录..........................................错误!未定义书签。第一章绪论1.1前言最优化问题就是从所有可能的方案中选择出最合理的、达到最优目标的方案，即最优方案问题，以达到资源最优配置，搜索最优方案的方法就是最优化方法。在国民经济各部门和科学技术的各个领域中普遍存在着优化问题，最优化方法广泛应用于工业、农业、国防、电