|
Любченко В.Я., Павлюченко Д.А.
Новосибирский государственный технический университет.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
При проектировании и эксплуатации сложных систем приходится сталкиваться с одним и тем же комплексом проблем, плохо поддающихся решению традиционными методами. Это является причиной создания адаптивных интеллектуальных систем, способных подстраиваться под изменения состояния объекта. В связи с этим в последнее время широко освещаются вопросы решения сугубо технических задач с помощью методов искусственного интеллекта: нечеткой логики, искусственных нейронных сетей, генетических алгоритмов.
Генетические алгоритмы в различных модификациях в настоящее время находят огромное число разнообразных приложении во многих научных и технических проблемах. В электроэнергетике с их помощью решается ряд задач, в основном связанных с управлением, оптимизацией и планированием режимов электроэнергетических систем (ЭЭС). Этим вопросам посвящен широкий спектр публикаций. Так или иначе, любая сложная задача, которую возможно представить как задачу оптимизации, может быть решена ни основе методов генетического поиска.
Существенной особенностью рассматриваемого подхода является то, что он применим не только как основополагающий метод. При наличии достаточно эффективно функционировавшею традиционного метода, например одного из алгоритмов нелинейного программирования, в силу своей универсальности генетические алгоритмы могут по ряду пока спелей уступать этому методу. Поэтому одной из тенденций использования генетических алгоритмов является их комбинирование с классическими методами.
Ниже приведено краткое описание некоторых оптимизационных задач электроэнергетики, решенных авторами с помощью генетических алгоритмов. Моделирование выполнено с помощью пакета прикладных программ среды МАТLАВ.
Расчеты режимов принадлежат к числу задач, которые имеют большое значение при проектировании и эксплуатации электроэнергетических систем. В оптимизационных задачах расчет установившегося режима электрической системы выступает неотъемлемой частью, решаемой на каждой стадии процесса оптимизации.
Формулировка проблемы состоит в минимизации суммарного небаланса активной, реактивной мощностей и напряжения по узлам системы. Математическая модель данной задачи может быть представлена в следующем виде:
 (1)
где WPi, WQi, Wui - небалансы активной мощности, реактивной мощности и напряжения в i-ом узле, N - количество Р-Q узлов, М - количество P-U узлов.
Расчет режимов является сложной, многомерной задачей. Причем сложность задачи возрастает при увеличении ее размерности в геометрической прогрессии. Поэтому, как показали исследования, применение простого генетического алгоритма
без внесения дополнительных средств улучшения его сходимости не позволяет определить решение в задачах с большим количеством узлов. В то же время наличие несомненных достоинств данного метода, а именно: нечувствительность к начальному приближению, простая схема вычислений, отсутствие требований к дифференцируемости критерия оптимизации, поиск глобального экстремума - позволяет говорить и возможности применения этого подхода и задачах большой размерности в качестве комбинированного метода вместе с традиционными методами расчета. В этом случае целесообразно использовать генетический алгоритм на первом этапе расчета для нахождения приближенного решения задачи, которое затем будет хорошей начальной точкой для общепринятого метода.
|
|