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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱基于禁忌搜索算法配電電容器優(yōu)化配置學(xué)生姓名: 張啟 班級(jí)學(xué)號(hào):供電091206090815院、系、部: 電力工程學(xué)院專業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化(供用電技術(shù))指導(dǎo)教師:王甦講師發(fā)任務(wù)書日期2013年1月8日畢業(yè)設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù):由于配電網(wǎng)處于電源末端,電壓低損耗大,降低配電網(wǎng)的損耗具有重要意義。作為調(diào)節(jié)電網(wǎng)無功潮流的主要補(bǔ)償裝置的并聯(lián)電容器數(shù)量繁多,而配電網(wǎng)線路復(fù)雜,過去缺乏科學(xué)的電容器配置規(guī)劃與優(yōu)化的方案,造成了電容器配置不合理,無法達(dá)到優(yōu)化補(bǔ)償?shù)囊?。在確定電容器補(bǔ)償容量時(shí)不僅要兼顧近期還要考慮遠(yuǎn)期發(fā)展,為了得到更適合于配電網(wǎng)電容器配置的優(yōu)化方法,把禁忌搜索算法應(yīng)用于配電網(wǎng)中電容器的優(yōu)化配置。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容和要求(包括技術(shù)要求、圖表要求以及工作要求等):(1) 學(xué)習(xí)理解禁忌(Tabu)搜索算法機(jī)制。Tabu方法是F.Glover在20世紀(jì)70年代末提出來的,其基本思想是:采用一種靈活的對(duì)歷史進(jìn)行記錄的技術(shù)指導(dǎo)下一步的搜索方向,當(dāng)?shù)竭_(dá)局部最優(yōu)解時(shí),Tabu將搜索方向指向?qū)е履繕?biāo)函數(shù)退化最小的方向上,由此避開局部最優(yōu)解。同其他現(xiàn)代啟發(fā)式方法(如遺傳算法和模擬退火法)相比,Tabu法的尋優(yōu)能力更加突出。在Tabu搜索法中,對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)解都定義了一個(gè)鄰域,然后在此鄰域內(nèi)搜索局部最優(yōu)解。和其他梯度類型的算法不同,Tabu法允許將搜索朝使目標(biāo)函數(shù)退化的方向指引,這樣可以避免陷入局部最優(yōu)解°Tabu算法的最基本的特點(diǎn)是:將已經(jīng)執(zhí)行過的移動(dòng)設(shè)置為臨時(shí)禁止,這樣可以避免搜索重復(fù)的空間。期望準(zhǔn)則(aspirationcriterion)是用來檢驗(yàn)Tabu表中的各移動(dòng)是否已經(jīng)達(dá)到了釋放水平。當(dāng)某個(gè)移動(dòng)已經(jīng)滿足期望準(zhǔn)則時(shí),說明這個(gè)移動(dòng)雖然還沒有在表中保存應(yīng)有的迭代步數(shù),但它可導(dǎo)致優(yōu)化過程中有比當(dāng)前解更優(yōu)良的解,故應(yīng)解除對(duì)其的限制。(2) 將禁忌搜索算法應(yīng)用于配電電容器優(yōu)化配置問題,編寫程序,其大致的迭代步驟可參考如下:1) 輸入原始數(shù)據(jù),包括網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、電壓限值、Tabu表深度等。2) 按照靈敏度公式,分別求出系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的靈敏度。然后每次給選定的節(jié)點(diǎn)添加1個(gè)30kvar的電容器組,由靈敏度分析決定選定的節(jié)點(diǎn)。重復(fù)此步驟直至目標(biāo)函數(shù)值不再改善,此時(shí)得到的解就可作為Tabu搜索的初始試驗(yàn)解。3) 判斷頻度計(jì)數(shù)器(F):若F=1,則在最高負(fù)荷等級(jí)下運(yùn)行潮流和靈敏度計(jì)算,根據(jù)靈敏度分析的結(jié)果生成鄰域內(nèi)的試驗(yàn)解;若F#1,則用隨機(jī)抽取的方法生成鄰域內(nèi)的試驗(yàn)解。4) 對(duì)以上生成的每個(gè)試驗(yàn)解,按固定電容器和可投切電容器2種情況分別進(jìn)行計(jì)算固定電容器和可投切電容器。計(jì)算固定電容器時(shí),在系統(tǒng)最高負(fù)荷時(shí)確定電容器容量,然后在不同負(fù)荷情況下計(jì)算潮流,求得試驗(yàn)解的目標(biāo)函數(shù);采用嵌套Tabu法找到該情況下的局部最優(yōu)解。計(jì)算可投切電容器時(shí)要分別確定不同負(fù)荷情況下的電容器容量,同時(shí)計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值。同樣要用嵌套Tabu法找到該情況下的局部最優(yōu)解。5) 對(duì)所有鄰域內(nèi)的試驗(yàn)解進(jìn)行約束條件檢驗(yàn),并對(duì)滿足約束條件的試驗(yàn)解按目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行排序。從最優(yōu)的試驗(yàn)解開始嘗試移動(dòng),檢查該移動(dòng)是否在Tabu表中被禁止,或是否滿足期望準(zhǔn)則;若移動(dòng)被禁止且不滿足期望準(zhǔn)則,則用次優(yōu)解嘗試,直至找到移動(dòng)或鄰域內(nèi)所有試驗(yàn)解均不滿足條件為止。6) 判斷是否有新移動(dòng)產(chǎn)生:若有新移動(dòng),則更新原始試驗(yàn)解,設(shè)置Tabu表的內(nèi)容,F(xiàn)=1;若無新移動(dòng),則F=F+1。7) 更新全局最優(yōu)解記錄,只記錄迄今為止的最優(yōu)解,而不考慮其是否是執(zhí)行的移動(dòng)。然后判斷F,若F大于某一給定值,則結(jié)束迭代,輸出最終結(jié)果;否則,回到步驟(2),繼續(xù)進(jìn)行迭代操作。(3)給出算例與結(jié)果分析。應(yīng)用禁忌搜索算法計(jì)算在某配電網(wǎng)中固定與可調(diào)電容器的最佳安裝位置與最佳容量,分析是否達(dá)到預(yù)期效果。畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的技術(shù)文件:(1) 開題報(bào)告1份,(2) 英文譯文一份并附英文原文,(3) 軟件程序框圖及程序清單1份,(4) 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)一份。主要參考文獻(xiàn):張伏生等.基于Tabu搜索算法的配電網(wǎng)電容器優(yōu)化配置[J].電網(wǎng)技術(shù),2003,4:72-75.胡朝陽,文福栓等摘譯.免疫算法與其它模擬進(jìn)化優(yōu)化算法的比較研究[J].電力情報(bào),1998,(1).孫宏斌等.配電潮流前推回推法的收斂性研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),1999,19(7):26-29.孫光輝.信息熵與不確定性[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào),2000,13(3):50-51.高潔.應(yīng)用免疫算法進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2001,(5):119-123.徐清平等.一種適合于解決輻射狀配電網(wǎng)電容器最優(yōu)配置問題的遺傳算法[J].繼電器,2001,9.孫毅等.配電線路中并聯(lián)電容器的配置[J].四川電力技術(shù),2003,2.熊虎崗等.基于免疫算法的多目標(biāo)無功補(bǔ)償規(guī)劃[J].水電能源科學(xué),2007,5.王林川等.基于蟻群禁忌搜索混合算法的配電網(wǎng)重構(gòu)[J].吉林電力,2010.05.邢文訓(xùn)謝金星.現(xiàn)代優(yōu)化計(jì)算方法[M].北京:清華大學(xué)出版社.2005.龔純等.精通MATLAB最優(yōu)化計(jì)算[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.Shyh-JierHuang.AnImmune-BasedOptimizationMethodtoCapacitorPlacementinaRadialDistributionSystem[J].IEEETransactionsonPowerdelivery,15(2):2000.5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃(以周為單位):起止日期

第1周工作內(nèi)容查閱并研讀中英文資料英文資料的翻譯和開題報(bào)告的撰寫復(fù)習(xí)配電網(wǎng)潮流計(jì)算的方法確定配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序框圖及步驟編制配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序了解近全局尋優(yōu)相關(guān)算法的原理和計(jì)算方法學(xué)習(xí)和掌握禁忌搜索算法的原理和計(jì)算方法學(xué)習(xí)禁忌搜索算法在無功補(bǔ)償計(jì)算中的應(yīng)用確定禁忌搜索算法用于電容器優(yōu)化配置的計(jì)算方法和步驟第10周編寫配電電容器優(yōu)化配置禁忌搜索算法程序

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