基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了節(jié)能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】中一種基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法。包括：分別建立火電廠煤耗量模型、完成分配的負荷所需耗時模型和氮氧化物排放量模型；確定火電廠各機組的煤耗特性參數(shù)、當(dāng)前承擔(dān)負荷、允許負荷變化速率和氮氧化物排放特性系數(shù)；確定模型的約束條件，包括有功功率的上下限約束條件和平衡約束條件；采用免疫多目標(biāo)算法求取火電廠各機組的有功功率、火電廠煤耗量、火電廠完成分配的負荷所需耗時和火電廠氮氧化物排放量的解集；從解集中選擇出最優(yōu)解作為火電廠各機組的輸出功率。本發(fā)明將免疫多目標(biāo)算法應(yīng)用于多目標(biāo)廠級負荷分配問題，根據(jù)模糊決策理論決策出電廠機組最優(yōu)功率分配方案，計算過程更加快速準(zhǔn)確。
【專利說明】基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”的逐步實施以及智能電網(wǎng)的發(fā)展，新能源得到了大力發(fā)展，但火力發(fā)電在電網(wǎng)中的核心支柱地位不僅沒有改變，反而對其提出了更高要求，即迫切需要廠級負荷優(yōu)化調(diào)度是以安全性、快速性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等多目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度而非從前的單目標(biāo)或雙目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度。
[0003]廠級負荷優(yōu)化分配是一個高維數(shù)、非凸的、離散的、非線性優(yōu)化問題，常見電廠負荷優(yōu)化算法主要為以下幾種:
[0004]1、傳統(tǒng)優(yōu)化算法
[0005]機組間負荷分配的傳統(tǒng)方法主要有平均分配法、優(yōu)先次序法、等微增率法。其中，等微增率法簡單明了、使用方便，是目前各國電力實行經(jīng)濟調(diào)度的主要方法，效果顯著。但等微增率法是建立在古典變分學(xué)基礎(chǔ)上的，要求總煤耗目標(biāo)函數(shù)為凸嚴格函數(shù)，且對電廠的汽機、鍋爐及其不同組合的微增率曲線有嚴格的精度要求，一般難以滿足，從而限制了該算法的應(yīng)用范圍。
[0006]2、基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的優(yōu)化算法
[0007]主要包括線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、拉格朗日松弛法等。其中，動態(tài)規(guī)劃法既可以避開微增率，對機組的熱力特性也無任何要求，因而得到了廣泛應(yīng)用。但動態(tài)規(guī)劃法需全局尋優(yōu)，用動態(tài)模型可以求出最優(yōu)解，它采用枚舉法對每個階段和每個決策進行比較和計算，故當(dāng)狀態(tài)變量的維數(shù)變大時存在“維數(shù)災(zāi)”現(xiàn)象，且全局尋優(yōu)時具有多個局部最小值，一旦步長選擇不當(dāng)，只能找到次優(yōu)解。
[0008]3、現(xiàn)代智能優(yōu)化算法
[0009]與傳統(tǒng)方法的顯著區(qū)別在于不需要精確的數(shù)學(xué)模型，允許非線性和不連續(xù)性，對目標(biāo)函數(shù)沒有特殊的要求?；谶@些優(yōu)勢，近年來各種智遺傳算法、禁忌算法、模擬退火法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和免疫算法被應(yīng)用在電廠負荷優(yōu)化方面。綜合來看，這些智能算法的優(yōu)點主要是成本函數(shù)不受限制，結(jié)構(gòu)適合以并行處理技術(shù)予以實現(xiàn)，可提升其運算效率。缺點是參數(shù)決定不易，搜索方向決定不易，搜索最優(yōu)解的時間過長，且經(jīng)常過早收斂至次優(yōu)解。
[0010]目前，國內(nèi)廠級負荷優(yōu)化分配的研究，仍然主要圍繞著基于煤耗特性曲線的經(jīng)濟最優(yōu)化的算法改進上。然而，隨著電力市場的發(fā)展，用電需求不斷變化，電網(wǎng)峰谷差持續(xù)加劇，環(huán)境污染問題的日益突出，新能源的加入又提高了對火電機組參與調(diào)峰等快速性的要求，經(jīng)濟性不再是衡量火電廠性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，反映經(jīng)濟性、環(huán)保性、快速性的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化分配受到廣泛關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法，用于解決現(xiàn)有火電廠廠級負荷優(yōu)化分配方法存在的問題。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法，其特征是所述方法包括:
[0013]步驟1:分別建立火電廠煤耗量模型、完成分配的負荷所需耗時模型和氮氧化物排放量模型；
[0014]所述火電廠煤耗量模型為
【權(quán)利要求】
1.一種基于免疫優(yōu)化和模糊決策的多目標(biāo)廠級負荷優(yōu)化方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:分別建立火電廠煤耗量模型、完成分配的負荷所需耗時模型和氮氧化物排放量模型； 所述火電廠煤耗量模型為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述從火電廠各機組的有功功率、火電廠煤耗量、火電廠完成分配的負荷所需耗時和火電廠氮氧化物排放量的解集中選擇出最優(yōu)解具體包括如下子步驟: 子步驟101:分別將火電廠煤耗量、火電廠完成分配的負荷所需耗時和火電廠氮氧化物排放量作為影響因素，計算每個影響因素的指標(biāo)值并形成指標(biāo)值矩陣； 其中，火電廠煤耗量:的指標(biāo)值i十算:公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述火電廠煤耗量的權(quán)值W1=0.698。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述火電廠完成分配的負荷所需耗時的權(quán)值W2=0.261。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是所述火電廠氮氧化物排放量的權(quán)值W3=0.041。
【文檔編號】G06Q50/06GK103440535SQ201310392654
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】袁桂麗, 于童, 薛彥廣 申請人:華北電力大學(xué)