电力系统经济负荷分配的混合粒子群优化算法_张凌杰

电力系统经济负荷分配（Economic Load Dispatch，ELD）是电力系统中一类典型的优化问题，其目标是在满足电力系统或发点机组运行约束条件的基础上，在各台机组之间合理地分配负荷使得发电成本最低。经济负荷分配为高维、非线性规划问题，一直是国内外学者研究的热点问题。如何有效获得该问题的解，对于提高系统运行的经济型和可靠性都具有重要的意义。

传统的经典负荷分配方法有动态规划[1]、线性规划[2]等。这些算法要求应用对象有良好的数学特性，如连续、可导、可微等。而实际ELD优化问题具有高维性、非凸性、离散性和非线性等特点，经典分配算法由于维数障碍和精度损失无法处理这类复杂的优化问题。近年来，随着人工智能技术和信息技术的不断发展，遗传算法[3]、粒子群优化算法[4]、混沌优化算法[5]、神经网络[6]等由于不依赖于求解对象的数学特性并且具有全局收敛性，被广泛应用于ELD优化问题和负荷预测，取得了一定的效果。

粒子群优化（Particle Swarm Optimization algorithm，PSO）算法是由美国的Kennedy和Eberhart[7]在1995年提出的，是对鸟群觅食过程的模拟。由于其依赖经验参数少、收敛速度快、操作原理简单，适合求解需要满足一定精度和速度要求的ELD 问题。但是，基本PSO算法易陷入局部最优、搜索精度不高等缺陷。结合约束优化算法和直接搜索方法，提高PSO算法的局部搜索能力，同时根据约束优化原理改进粒子搜索机制，使得混合PSO算法更加适合ELD问题，提高最优解的精度。多个ELD问题的仿真结果证明了该方法的有效性。

1电力系统经济负荷分配问题的数学模型

ELD问题目标函数的数学模型描述如下[8]：

Min FC=Min

n

i=1

ΣFC i（p i）（1）

其中，FC为电力系统发电总费用；n为系统的发电机总数；p

i

为

第i台发电机的有功功率；FC

i

（p

i

）为第i台发电机费用函数，

电力系统经济负荷分配的混合粒子群优化算法

张凌杰1，张国辉2

ZHANG Ling-jie1，ZHANG Guo-hui2

1.华北水利水电学院水利职业学院信息工程系，郑州450008

2.华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉430074

1．Department of Information Engineering，North China University of Water Conservancy and Electric Power，Zhengzhou450008，China 2．The State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan430074，China

E-mail：sxzlj@

ZHANG Ling-jie，ZHANG Guo-hui.Hybrid particle swarm optimization algorithm for economic load dispatch of power puter Engineering and Applications，2009，45（33）：202-205.

Abstract：The Hybrid Particle Swarm Optimization（HPSO）algorithm is proposed for solving the Economic Load Dispatch（ELD）problems of power system.The HPSO combines the particle swarm optimization with constraint optimization and direct search.The HPSO has the effective global search ability and local search ability to avoid trapping local optimal.To verify the effectiveness of the proposed algorithm，the HPSO is tested and the obtained results are compared with those obtained by other approaches.Experi－ment results show that with the proposed algorithm feasible solutions can be effectively found，local optimal can be avoided and the fast solution of ELD can be implemented.

Key words：economic load dispatch；valve-point effect；particle swarm optimization algorithm；constraint optimization

摘要：为解决电力系统中的经济负荷分配问题，提出一种将约束优化与粒子群优化算法相结合的混合算法，同时引入直接搜索方法。使得混合后的粒子群优化算法不但具有高效的全局搜索能力，而且具有较强的局部搜索能力，避免陷入局部最优，提高求解精度。对两个实例进行测试，与其他智能算法的结果比较，证明提出的算法可以有效找到可行解，避免陷入局部最优，实现问题的快速求解。

关键词：经济负荷分配；阀点效应；粒子群优化算法；约束优化

DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2009.33.064文章编号：1002－8331（2009）33-0202-04文献标识码：A中图分类号：TM714

基金项目：国家高技术研究发展计划（863）（the National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No.2007AA04Z107）。作者简介：张凌杰（1976－），男，讲师，主要研究领域为计算机应用、智能算法；张国辉（1980－），男，博士研究生，主要研究领域为智能算法。

收稿日期：2009-06-25修回日期：2009-09-07