基于强化萤火虫算法的冷热电联供系统多目标优化调度

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当前,分布式能源的快速增长及其独立调控特性,正驱使冷热电联供系统以分布式能源系统的方式快速发展。但冷热电联供系统应用中存在的能源利用率低、运行成本高及不稳定性问题,严重影响了冷热电联供系统运行的经济性和安全性。因此,开展冷热电联供系统优化调度的建模和解法研究,具有重要的理论和实际意义。构建了一种冷热电联供系统多目标优化调度模型。在设计含风光和天然气发电的冷热电联供系统通用结构的基础上,以含风光发电的冷热电联供系统的运行成本、一次能源消耗量、CO2排放量、电力系统的网损和负荷节点的电压偏差最小为多目标函数,以电能平衡、冷负荷供需平衡、热负荷供需平衡等为等式约束,考虑线路最大传输功率和节点电压限值不等式约束,构建了一种冷热电联供系统多目标优化调度模型,以适应任意结构的冷热电联供系统调度。提出了单目标非线性优化的强化萤火虫算法。传统萤火虫解法是基于种群均匀分布初始化、萤火虫移动和萤火虫位置更新等环节的智能优化方法。它存在移动速度慢和迭代解在解空间中振动问题。提出采用种群的霍尔顿初始化、波尔兹曼分布筛选、多群组搜索、无用的内部种群移除、变步长因子的萤火虫移动、萤火虫位置更新的改进方法,以提高寻优的搜索速度。针对冷热电联供系统多目标优化调度模型,提出了基于广义规格法线约束的强化萤火虫解法。先对目标函数进行归一化,且以乌托邦线的中点作法线形成规格法线约束法,得到一个与Pareto前沿的交点,连接该交点和乌托邦端点得到两条子乌托邦线。再借助规格法线约束法不断切割从而将多目标调度模型转化为多类单目标优化模型,并运用强化萤火虫方法求解、形成帕累托前沿。最后,针对帕累托前沿提出超平面决策方法、以给出冷热电联供系统多目标优化调度模型的妥协解。对本文提出的方法在MATLAB2014平台下进行了仿真计算和分析。提出的强化萤火虫算法相比于其它单目标智能优化算法明显提高了寻优速度。提出的基于广义规格法线约束的强化萤火虫算法相比于其它多目标优化算法在间隔指标、跨度指标及收敛性方面更优越。提出的超平面决策方法相比于其它妥协解的决策方法给出的妥协解更合理。
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