基于改进型多目标海洋捕食者算法的动态经济调度问题研究.pdf

摘要

随着全球化石能源的逐渐枯竭，如何合理高效的利用能源成为研究热点之一。电力

系统作为全球范围内最复杂的工程系统之一，其调度问题一直受到国内外研究学者的重

视，科学合理的调度模式能够在很大程度上提高经济效益，降低电网波动，维护用电设

备安全。本文针对动态经济调度问题进行深入研究，将电网波动这一因素考虑到经济调

度模型中，提出一个新的多目标动态经济调度模型，在降低发电成本的同时抑制电网波

动，具有理论价值与实际意义。本文的主要研究内容总结如下：

（1）建立了一种新的经济调度模型，即多目标动态经济电网波动调度

（Multi-objectivedynamiceconomic-gridfluctuationdispatch,MODEGD），它涉及到燃料

成本和电网波动这两个目标函数的同时优化。通过优化求解MODEGD问题，得到一系

列非支配解组成的Pareto前沿解集。使优化解的多样性和可选择性得到了本质性的提高。

因此，发电厂在面对实际问题时拥有更多的解决方案。维护用电设备安全，保证电网稳

定运行。

（2）针对经典多目标海洋捕食者算法（Multi-objectivemarinepredatoralgorithm,

MOMPA）易陷入局部最优，收敛精度较低的缺点，提出了一种改进型多目标海洋捕食

者算法（Improvedversionofthemulti-objectivemarinepredatoralgorithm,IMOMPA）。主

要在三个方面进行改进，首先使用对立学习与混沌映射相结合的策略来提高初始种群的

多样性。其次，引入非线性收敛因子以提高算法的收敛速度。最后，引入了鲸鱼优化算

法（Whaleoptimizationalgorithm,WOA）中的螺旋式搜索机制，提高跳出局部最优的能

力，提高算法的局部搜索能力。

（3）随着新能源汽车渗透率持续提升，大规模电动汽车集群的无序充放电行为增

加全网用电的峰值负荷，加剧负荷的峰谷差，给供电线路带来很大的冲击与干扰，破坏

电网的稳定运行。本文将PEVs引入到MODEGD问题中，通过科学合理的调度方法达

到削峰填谷的效果，在减小电网波动的同时维护了用电设备的安全。同时有助于V2G

技术的推广与发展，助力电网系统智能化转型，构建有效的PEVs与电网互动融合的能

源体系，提高资源配置能力，实现电力能源的高效利用。

I

（4）将IMOMPA应用于考虑插入式电动汽车集群的MODEGD问题，对多目标动

态经济电网波动模型进行求解，使用MATLAB软件，对三个不同规模的测试案例进行

了仿真实验，得到Pareto最优前沿解，并通过模糊理论筛选出折中解。不同地区可以根

据电网对经济效益与电网波动的个性化需求选择其中的一个非支配解。此外，通过与其

他算法进行比较，验证了IMOMPA具有较好的鲁棒性以及更高的收敛精度。

关键词：电力系统，多目标海洋捕食者算法，动态经济调度，电动汽车集群，发电成本，

电网波动

II

ABSTRACT

Withthegradualdepletionofglobalfossilenergy,howtorationallyandefficientlyuseenergy

hasbecomeapopularresearchtopicamongscholars.Powersystemasoneofthemostcomplex

engineeringsystemsintheworld,itsschedulingproblemshavebeenemphasizedbyscholarsathomeand

abroad,scientificandreasonabledispatchmodecanimproveeconomicefficiencytoalargeextent,reduce

thefluctuationo