一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108520317A(43)申请公布日2018.09.11(21)申请号201810267676.5(22)申请日2018.03.27(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人冯仲恺牛文静(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人李智曹葆青(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法(57)摘要本发明公开了一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法，包括：根据水电系统中初始调度过程、搜索步长和每个阶段的决策变量离散数目，得到每个阶段的可行搜索空间；在每个阶段的可行搜索空间内采用拉丁超立方抽样，得到离散决策变量集合，采用标准动态规划递推方程，得到新的调度过程；若新的调度过程与初始调度过程的误差小于终止精度，则进入下一步判断，否则，将新的调度过程作为初始调度过程，进行下一轮迭代；当搜索步长小于等于终止精度或者迭代次数等于最大迭代次数时，将最后一次迭代时的调度过程作为水电系统最终的调度过程，否则，减小搜索步长后进行下一轮迭代。本发明显著缓解传统动态规划方法所面临的维数灾问题。CN108520317ACN108520317A权利要求书1/2页1.一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法，其特征在于，包括：(1)根据水电系统中每个水电站的初始调度过程、搜索步长和所有水电站在每个阶段的决策变量离散数目，得到每个阶段的可行搜索空间；(2)在每个阶段的可行搜索空间内采用拉丁超立方抽样，得到离散决策变量集合，在离散决策变量集合中采用标准动态规划递推方程，得到新的调度过程；(3)若新的调度过程与初始调度过程的误差小于终止精度，则进入步骤(4)，否则，将新的调度过程作为初始调度过程，进入步骤(1)；(4)当搜索步长小于等于终止精度或者迭代次数等于最大迭代次数时，将最后一次迭代时的调度过程作为水电系统最终的调度过程，否则，减小搜索步长后进入步骤(1)。2.如权利要求1所述的一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：当迭代次数c＝1时，根据水电系统中每个水电站的初始调度过程、搜索步长和所有水电站在每个阶段的决策变量离散数目，得到每个水电站在每个阶段的可行搜索范围，进而得到所有水电站在每个阶段的可行搜索空间：其中，和分别为第c次迭代时水电站k在第j阶段的可行搜索范围的上限和下限，Mj表示所有电站在第j阶段的决策变量离散数目，和分别是第c次迭代时水电站k在第j阶段的状态值和搜索步长，K为水电站的数目，J为阶段数目，分别为水电站k在第j阶段蓄水量的上、下限。3.如权利要求2所述的一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：(2-1)令阶段标号j＝1；(2-2)建立行数为所有电站在第j阶段的决策变量离散数目Mj、列数为电站数目K的二维矩阵Sj，而后令水电站标号k＝1；(2-3)将第k个电站的可行搜索范围等间距地划分为Mj段，由此产生Mj个长度相同的子区间，此时每个子区间的长度为第a个子区间的上下限范围为根据在Mj个子区间内分别随机采样生成一个样本点，随后将Mj个样本点随机排列在Sj的第k列，表示第c次迭代时水电站k在第j阶段的第a个区间的样本点；r1表示[0，1]区间均匀分布的随机数；(2-4)令k＝k+1，若k≤K，则返回步骤(2-3)；否则转至步骤(2-5)；(2-5)令j＝j+1，若j≤J，则返回步骤(2-2)；否则停止运行，得到各个阶段的离散决策变量集合Sj，且离散决策变量的数目为Mj；(2-6)在离散决策变量集合中采用标准动态规划递推方程，得到新的调度过程。4.如权利要求1-3任一所述的一种水电系统联合优化调度的拉丁方动态规划降维方2CN108520317A权利要求书2/2页法，其特征在于，所述标准动态规划递推方程为：其中，Aj表示水电系统在阶段j的状态变量；Oj表示水电系统在阶段j的离散决策变量集合Sj中的决策变量；T(Aj，Oj)是状态转移函数，用于实现状态变量从阶段j到阶段j+1的转变；Fj(Aj，Oj)表示由状态变量Aj和决策变量Oj所决定的水电系统发电量；表示从第j阶段到最后一个阶段的最优累计目标；Pk，j(Aj，Oj)表示水电系统状态变量为Aj、决策变量为Oj时，第k个水电站第j个阶段的发电量；Rf表示第f个约束条件的破坏程度；F表示约束个数；与分别表示第f个约束条件的上、下限；Cf(Aj，Oj)表示水电系统状态变量为Aj、决策变量为Oj时，第f个约束条件相对应的变量