毕业设计答辩PPT

1、多目标期望控制型式 负荷分配问题的 动态加权优化方法 学生姓名：曲曲 直直 指导教师：李卫星李卫星 副教授副教授 于继来于继来 教教 授授 答辩日期：2010.7.6 学士学位论文答辩 2 课题的目的和背景 十一五期间，国家提出了节能减排的要求。 对于电力行业，国家发改委等颁布了节能发电调 度办法（试行） 经济负荷分配节约的能源可达总耗量的0.5%-1.5% 电力系统经济负荷分配问题对于节能减排工作具有 重要意义，是电力系统研究领域中的重要课题之一 3 国内外研究现状及分析 传统 解决 方法 等微增率法 经济特性曲线严格为凸函数 线性规划法 经济特性曲线近似线性 动态规划法 不需要特性曲线，计

2、算量大 多目标规划法 负荷分配 安全运行前提 Max（经济性） 转变为单目标问题，如加权 人工智能算法，如进化、混沌 生产、输送、分配 负荷法 优先效率高的机组出力 不保证最优 4 主要研究的内容 建立多目标期望控制型式负荷分配问题数学模型； 设计动态加权优化方法的基本算法； 编制程序源代码，调试校验程序； 4算例仿真及结果数据分析； 5 1.建立数学模型 节能减排发电调度控制的主要目标，包括三类： 发电企业的发电成本函数 环保污染物成本函数 电网公司购电、网损成本函数 1 F 2 F 3 F 分别表示为： U 2 11G1G1 11 () N T tt iiiii ti FaPb Pct U

3、 2 22G2G2 11 () N T tt iiiii ti FaPb Pct U 3G 11 (1) N T ttt iii ti Frp Pt 6 1.建立数学模型 模型化简条件： 只考虑单时段，即 ； 认为每时段中各机组对应网络损耗率为一定值，可以用 典型方式计算所得的平均值简单考虑。 1th 约束条件： GL 1 N i i PP minmax GGGiii PPP 数学模型： G 123 GL 1 minmax GGG min, . . U P N i i iii F F F PP st PPP 7 11min FF 22min FF 33min FF 采用期望控制 11des F

4、F 22des FF 33des FF 不能同时满足 1.建立数学模型 期望控制型式 期望控制 数学模型 11des22des33des GL 1 minmax GGG , . . U N i i iii FFFFFF PP st PPP 8 2.1 动态加权方法 采用线性加权方法，得到目标函数 转化为优化问题典型形式 112233des FFFFF 2 des des ()min FF G F 定义目标相对偏差率q ( ) ( ) 11des 1 (0) 11des k k FF q FF ( ) ( ) 22des 2 (0) 22des k k FF q FF ( ) ( ) 33des

5、 3 (0) 3des3 k k FF q FF 目标相对偏差率体现了不同目标在迭代过程 中的进展速率，表明与des值的相对距离 9 2.1 动态加权方法 权值调整公式 ( ) 1 1 k ( )(1) 2221 () kk qq ( )(1) 3331 () kk qq 实际调整方法 （1）优化第1类目标函数和第3类目标函数（令2=0） （2）当二者趋同后，再对另外一个目标的相对权值进行 修正。 （3）这样每修正一次，都要重新优化前二者，使其趋同。 10 2.2 综合目标函数求解方法 22 des112233des desdes ()()min FFFFFF G FF 对于采用动态加权后的综

6、合目标函数 GL 1 N i i PP minmax GGGiii PPP 约束条件 建立增广函数Z GLG 222 11 LdesL ()(1)(1)min NN ii ii PPP F ZG PFP 求解综合目标函数Z，采用一阶梯度法，计 算若干次后结果作为二阶梯度法初值，再利用 二阶梯度法做进一步寻优。 11 2.2 综合目标函数求解方法 一阶梯度法 1 GGG () kkk iii PPt Z P 其中t=0.1，梯度 G G (),1,2, T i i Z Z PiN P g 二阶梯度法 其中 1 GGG kkk iii PPP 1 G PA g变换后为 G A Pg 2 GG ,

7、,1,2, T ij Z i jN PP A 采用Cholesky法求解该方程组 12 2.3 初值计算 短周期计划问题初值：等有效容量利用系数分配负荷 max G GL max G 1 ,1,2, i iN i i P PPiN P 最大期望控制率计算 期望控制率定义为 1max101min10 ()/FFF 2max202min20 ()/FFF 3max3max3030 ()/FFF 对于目标函数F1，F2 采用等微增率方法求其最小值 对于目标函数F3 （线性函数） 利用排序法对各机组电价排序， 并按照优先安排电价高的机组出 力的原则进行负荷分配 13 3 程序设计 程序总体结构 子程序

8、调用关系 主要变量定义见 论文4.1节 14 3 程序设计 主程序主程序流程图 排序法排序法求电价最大流程图 15 3 程序设计 梯度法梯度法求解综合目标 函数流程图 16 3 程序设计 等微增法等微增法求最小 流程图 程序源代码程序源代码 见附录3 程序使用说明程序使用说明 见论文4.4节 17 4 算例仿真 只取10机系统作为算例，不考虑其网络拓扑结构和 线路参数，其数据见表4-1及4-2 计算条件计算条件：设系统某一时段的总负荷PL= 2500MW， 时段长度T选为1h，最大允许误差=0.1%。 算例算例1： 1=0.1% 2=0.2% 3=0.1% 初值计算结果： 18 4 算例仿真

9、动态加权 优化结果： 结论：结论：经过程序计算，最终3者同趋近于0.125，对应的分 配方案如论文中表4-4所示。这说明3个目标能同时接近期 望值，这是符合理论分析的。 19 4 算例仿真 结果及分析结果及分析：经过程序计算，最终无法达到趋同，通过对程序 调试 发现，在目标1及3趋同计算时，需要调用梯度法进行寻 优。对于出力超限的机组，梯度法无法完全修正。 算例算例2： 给定1=0.02%、2=0.02%， 3=0.1% 分析结论分析结论：这说明本程序对数据的适应性不强。 为改善程序的缺陷，可以考虑采用其他传统的优化算法或 者智能算法，代替梯度法进行综合目标函数的寻优计算，这样 可能会较好地避免寻优时修正不完全的问题，从而增强程序的 适应性。 20 5 结论 算法特点算法特点 节能减排下考虑多目标多目标的负荷 分配 考虑到实际调度中对阶段性及 目标值的追求，建立了多目标期望多目标期望 控制控制的负荷分配模型 采用动态加权动态加权算法，可以尽量 少地依赖于人为赋权，并在每次迭 代过程中能根据目标偏差率大小， 自动调整权重系数 模型较好地适应了实际的需求。 程序实现功能程序实现功能 程序在一般情况下可以较较 好地求解好地求解负荷分配问题(如 算例1)； 但存在着对数据的适应性适应性