基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化方法研究

摘要：考慮到傳統(tǒng)的水電站運(yùn)行方法運(yùn)行功率低，為此，提出基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化方法研究。通過(guò)確定水電站運(yùn)行優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，并運(yùn)用改進(jìn)狼群算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得出適應(yīng)度函數(shù)的計(jì)算公式，設(shè)定迭代終止條件，完成水電站運(yùn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法水電站運(yùn)行功率明顯高于實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，可以實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)狼群算法;水電站運(yùn)行;水位約束

0引言：

水電站運(yùn)行優(yōu)化方法是提高水電站運(yùn)行的有效途徑，在我國(guó)，針對(duì)水電站運(yùn)行優(yōu)化方法研究十分普遍[1]。大部分學(xué)者將水電站運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題看做一個(gè)復(fù)雜的非線性優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)算法求解對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。改進(jìn)狼群算法在2007年由Yang 等人首次提出，通過(guò)仿生狼群捕食行為提出一種新型群體智能優(yōu)化算法，該算法一經(jīng)提出，立即受到相關(guān)學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。改進(jìn)狼群算法能夠同時(shí)具有 3 個(gè)不同的搜索能力，提高了收斂到全局最優(yōu)解的精度。為此，本文進(jìn)行基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化方法研究，致力于通過(guò)改進(jìn)狼群算法在水電站運(yùn)行優(yōu)化方法中的應(yīng)用，提高水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化方法

考慮到水電站運(yùn)行會(huì)受到水量平衡、水位約束以及出力約束等，因此，可得水電站運(yùn)行優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，如公式（1）所示[2]。

在公式（3）中， 指的是迭代次數(shù); 指的是第 次迭代得到的全局最優(yōu)值; 指的是第 次迭代得到的全局最優(yōu)值; 指的是尺度常數(shù)，通常情況下取值大于0; 指的是收斂性控制常數(shù)。通過(guò)上述公式，即可實(shí)現(xiàn)基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化。

2對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)在MATLAB 環(huán)境下進(jìn)行，將水電站運(yùn)行仿真對(duì)邊長(zhǎng)為10Km的圓形區(qū)域內(nèi)，并設(shè)置200個(gè)運(yùn)行節(jié)點(diǎn)。其中，假定中心節(jié)點(diǎn)為S，則S點(diǎn)的具體仿真參數(shù)，如表1所示。

結(jié)合表1所示，通過(guò)對(duì)比的方法對(duì)比設(shè)計(jì)水電站運(yùn)行優(yōu)化方法與傳統(tǒng)優(yōu)化方法水電站運(yùn)行功率之間的差異，水電站運(yùn)行功率越高，證明該水電站運(yùn)行優(yōu)化方法越好，設(shè)置傳統(tǒng)的優(yōu)化方法為對(duì)照組，記錄仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，將水電站運(yùn)行功率對(duì)比結(jié)果以表格的形式進(jìn)行展示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

通過(guò)表2可得出如下的結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法水電站運(yùn)行功率明顯高于實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，可以實(shí)現(xiàn)水電站運(yùn)行優(yōu)化。

3結(jié)束語(yǔ)

考慮到水電站運(yùn)行優(yōu)化的重要性，因此，本文對(duì)水電站運(yùn)行優(yōu)化方法進(jìn)行基于改進(jìn)狼群算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)是十分必要的，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠?yàn)樗娬具\(yùn)行優(yōu)化提供理論支持。但本文不足之處在于，沒有對(duì)基于改進(jìn)狼群算法的水電站運(yùn)行優(yōu)化方法在其他性能上做深入分析，未來(lái)可以作為水電站運(yùn)行優(yōu)化領(lǐng)域日后的研究?jī)?nèi)容之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁宇杰，王宗彥，張子健等. 改進(jìn)狼群算法在橋起主梁優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動(dòng)化，2019，48（001）：045-048.

[2] 萬(wàn)筱鐘，廖春梅，匡洪輝等. 基于多核集群并行計(jì)算框架的中長(zhǎng)期梯級(jí)水電聯(lián)合優(yōu)化方法[J]. 自動(dòng)化與儀器儀表，2019，01（011）：076-079.

[3] 周建中，何中政，賈本軍等. 水電站長(zhǎng)中短期嵌套預(yù)報(bào)調(diào)度耦合實(shí)時(shí)來(lái)水系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法研究及應(yīng)用[J]. 水利學(xué)報(bào)，2020，51（006）：642-652.

[4] 戚宇辰，張鴻軒，李延和等. 風(fēng)光水多能源電力系統(tǒng)互補(bǔ)智能優(yōu)化運(yùn)行策略[J]. 發(fā)電技術(shù)，2020，41（001）：009-018.

[5] 馮曉莉，王永興，仇寶云. 基于混合狼群算法參數(shù)優(yōu)選的泵站群運(yùn)行優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36（003）：030-036.

作者介紹：吳逸康（1990.06.07），性別，男;籍貫，湖北鶴峰;民族，土家族;學(xué)歷，本科;職稱，助理工程師;職務(wù)，運(yùn)行值班員;研究方向，網(wǎng)絡(luò)通信與電氣自動(dòng)化。