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基于模拟植物生长算法的可用输电能力研究

作　者: 冯怀玉
导　师: 李国庆
学　校: 东北电力大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力市场可用输电能力模拟植物生长算法向光性
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对于一个大型的互联电力系统,其区域间的可用输电能力不仅是电力系统安全、可靠运行的一个重要技术指标,也是作为引导电力市场交易,充分利用现有输电资源、防止输电阻塞等方面的指挥棒。随着人们对自然资源的保护意识的日益增强和土地使用的限制以及电网中的各种负荷水平日益增大等因素。因此如何准确、快速地计算出电力系统区域间的可用输电能力,使系统在满足安全性和可靠性约束条件的前提下,最大限度地满足各区域的用电负荷需求以及最大程度的提高其经济性,这一问题已经成为电力系统研究人员所关注的重要课题。本文建立了基于最优潮流并计及系统静态安全约束条件的可用输电能力计算模型,同时尝试采用一种源于大自然新兴的仿生类智能优化算法——模拟植物生长算法求解该模型。该算法是以植物的向光性机理作为寻优机理模式,其核心思想就是植物的生长环境是由可用输电能力问题的可行域形成,而植物进行光合作用的光源则是由全局最优解来充当,这样就生动的模拟了真实植物的向光性原理,同时也建立了植物枝叶在不同的光线强度环境下快速向光源生长的动力机制。该算法采用将目标函数和约束条件分开处理,且无需将约束条件以罚函数的形式并入目标函数中;对初始点的选取也没有过多的要求;兼具方向性和随机性的搜索机制等特点。通过引入自适应动态调整步长机制,提高解的准确性,增强算法的全局寻优能力。以IEEE-30节点标准系统为例对其进行建模,并采用Matlab7.1进行编程仿真计算,将计算结果与Benders分解法、改进粒子群算法进行比较分析,表明该算法具有较强的全局寻优能力和较快的收敛速度,从而验证了该算法用于可用输电能力计算的合理性和有效性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-21
  1.1 引言  11-12
  1.2 电力市场下区域间可用输电能力研究的方法和现状  12-20
    1.2.1 基于概率的求解方法  13-15
    1.2.2 确定性的求解方法  15-20
  1.3 本课题的主要研究内容  20-21
第2章可用输电能力的基本概念  21-29
  2.1 引言  21
  2.2 可用输电能力的基本概念  21-26
    2.2.1 可用输电能力的定义  23
    2.2.2 最大输电能力  23-24
    2.2.3 输电网络裕度  24-26
    2.2.4 现有输电协议  26
  2.3 可用输电能力的原则  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章可用输电能力的数学模型  29-35
  3.1 引言  29
  3.2 ATC 的优化模型  29-32
    3.2.1 ATC 计算的基本原理  30-31
    3.2.2 目标函数  31
    3.2.3 约束条件  31-32
  3.3 约束条件的处理  32-34
    3.3.1 等式约束的处理  33
    3.3.2 不等式约束的处理  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章基于模拟植物生长算法的可用输电能力计算  35-47
  4.1 引言  35
  4.2 模拟植物生长算法  35-43
    4.2.1 模拟植物的生长演绎方式  35-36
    4.2.2 L—系统  36-37
    4.2.3 模拟植物生长算法的T—系统结构  37-38
    4.2.4 模拟植物向光性的概率生长模型（叶序模型）  38-40
    4.2.5 模拟植物生长算法的迭代步骤  40-43
  4.3 引入自适应步长机制的模拟植物生长算法  43-44
  4.4 基于PGSA 的ATC 计算流程  44-46
  4.5 本章小节  46-47
第5章可用输电能力的仿真计算与分析  47-53
  5.1 引言  47
  5.2 算例描述  47-48
  5.3 算例分析  48-50
  5.4 PGSA 算法与IPSO 算法计算结果与收敛性分析  50-51
  5.5 本章小结  51-53
结论  53-55
参考文献  55-59
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  59-60
致谢  60-61
附录 IEEE–30 节点系统  61-65

基于模拟植物生长算法的可用输电能力研究

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