算法設計的開題報告

　　隨著個人的文明素養(yǎng)不斷提升，接觸并使用報告的人越來越多，多數(shù)報告都是在事情做完或發(fā)生后撰寫的。那么報告應該怎么寫才合適呢？下面是小編為大家整理的算法設計的開題報告，希望對大家有所幫助。

　　一、選題背景及其意義：

　　電力系統(tǒng)無功優(yōu)化，一般是指在滿足電網(wǎng)的安全運行約束的前提下，通過變壓器分接頭的合理選擇，發(fā)電機機端電壓的理想配合以及無功補償?shù)膬?yōu)化配置等措施，使系統(tǒng)無功潮流達到最優(yōu)分布，減少有功損耗。它對于提高系統(tǒng)電壓質(zhì)量，減少有功損耗，保證系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟運行有重要意義。

　　在我國，隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，結構也日趨復雜，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題更加突出，而單憑經(jīng)驗進行無功配置已不能適應現(xiàn)代系統(tǒng)的需要，需要在現(xiàn)代電子與計算機技術的基礎上，研究建立無功優(yōu)化的數(shù)學模型、提出相應的算法，在電網(wǎng)的規(guī)劃建設和實際調(diào)度運行中實現(xiàn)無功優(yōu)化，并在滿足電網(wǎng)安全運行條件下，減少有功損耗和投資。同時對于電力公司而言，減少有功網(wǎng)損就是增加利潤，在電力公司由粗放型經(jīng)營向集約化經(jīng)營方式轉(zhuǎn)變的今天，進行無功優(yōu)化就顯的更加必要和重要了。

　　本論文通過分析電力系統(tǒng)無功優(yōu)化中各類主要影響因素，結合當前電力系統(tǒng)無功優(yōu)化主要的研究方法，建立電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學模型。采用智能優(yōu)化算法——粒子群算法求解數(shù)學模型，選取實際的電網(wǎng)作為計算算例，得到無功優(yōu)化的結果，并與優(yōu)化前的無功配置方案進行對比，分析粒子群算法在無功優(yōu)化應用中的優(yōu)缺點，為今后實際電網(wǎng)的無功規(guī)劃提供一定的參考價值。

　　二、國內(nèi)外研究動態(tài)：

　　早在六十年代，電力系統(tǒng)無功優(yōu)化就受到了國內(nèi)外學者的關注，經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)取得了大量成果�？偟膩砜�，電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化問題可以分為兩類：

　　一類是對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況下的運行狀態(tài)進行優(yōu)化，目的是進行無功平衡，以提高運行電壓水平、降低損耗。

　　另一類是研究系統(tǒng)在擾動情況下的電壓穩(wěn)定性。前者根據(jù)所研究問題的時間跨度、目標函數(shù)和解決方法又可以進一步細分。本文的研究內(nèi)容為穩(wěn)定運行時的無功優(yōu)化及電壓控制，不涉及暫態(tài)和動態(tài)情況下的電壓穩(wěn)定性。

　　電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題有離散性、非線性、大規(guī)模、收斂性依賴于初值的特點，針對無功優(yōu)化的特點，近年來許多專家學者就此做了大量的研究，并將各種優(yōu)化算法應用于這一領域，目前已取得了許多成果。

　　文獻[3]提出將一種改進的tabu搜索算法用于電力系統(tǒng)無功優(yōu)化，考慮有功損耗費用和補償費用，使得總費用最小。在一般的tabu搜索算法的基礎上，對搜索步長、禁忌表、不同循環(huán)點的選擇以及算法終止判據(jù)等問題做了改進，更容易跳出局部最優(yōu)解，保證可以搜索整個可行域，從而得到全局最優(yōu)解的可能性更大。與線性規(guī)劃算法相比具有更強的全局尋優(yōu)能力。

　　文獻[4]運用改進的模擬退火算法求解高中壓配電網(wǎng)的無功優(yōu)化問題，采用了記憶指導搜索方法來加快搜索速度。采用模擬法來進行局部尋優(yōu)以增加獲得全局最優(yōu)解的可能性，從而能夠以較大概率獲得全局最優(yōu)解，收斂穩(wěn)定性較好。

　　文獻[5]提出了一種應用于電力系統(tǒng)無功規(guī)劃優(yōu)化問題的改進遺傳算法，該算法采用十進制整數(shù)與實數(shù)混合的編碼方式，在選擇算子中使用最優(yōu)保存策略，并對群體規(guī)模的選取加以改進。為了使解更快進入可行解域，作者提出了利用專家知識輔助搜尋可行解，并提出罰因子自適應調(diào)整，大大加快了算法的收斂性。相對模擬退火算法、禁忌搜索算法和遺傳算法而言，粒子群算法是模擬鳥群覓食的一種新型算法。粒子群優(yōu)化(pso)最初是處理連續(xù)優(yōu)化問題的,目前其應用已擴展到組合優(yōu)化問題。

　　由于其簡單、有效的特點,pso已經(jīng)得到了眾多學者的重視和研究，并在電力系統(tǒng)優(yōu)化中得到廣泛應用。

　　文獻[7]對粒子群算法經(jīng)行了改進，用于變電站的選址；

　　文獻[8]采用粒子群算法優(yōu)化分布式電源的接入位置和容量；

　　文獻[9]利用改進的粒子群算法進行網(wǎng)絡重構的優(yōu)化。從以上文獻的研究可以看出，粒子群算法在求解優(yōu)化問題時有其自身特有的諸多優(yōu)點。

　　三、課題研究內(nèi)容：

　　本課題的研究內(nèi)容主要包括：

　　1.電力系統(tǒng)無功優(yōu)化影響因素分析：

　　閱讀相關文獻，分析電力系統(tǒng)無功補償?shù)拇胧┖头椒�，確定系統(tǒng)中無功電源：同步發(fā)電機、同步調(diào)相機、電容器、靜止無功補償裝置等各類無功電源在無功優(yōu)化中的影響，建立無功優(yōu)化的數(shù)學模型。

　　2.深入研究粒子群算法：

　　學習研究粒子群算法，重點研究粒子群算法在配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃中的應用，結合基本的算例，分析粒子群算法與遺傳算法、禁忌搜索等算法的區(qū)別。

　　3.搜集實際數(shù)據(jù)：

　　進行大量數(shù)據(jù)的調(diào)研工作，調(diào)查石家莊地區(qū)電網(wǎng)無功補償設備的基本情況，了解無功補償設備分布情況，獲得實際的數(shù)據(jù)，為基于粒子群算法的無功優(yōu)化算例提供實際的數(shù)據(jù)。

　　4.應用粒子群算法進行電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的計算：建立電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學模型，從網(wǎng)損，電壓穩(wěn)定，潮流分布等幾個方面確定目標函數(shù)，并利用ieee14標準節(jié)點和石家莊地區(qū)無功補償情況作為算例，驗證算法的正確性和可行性。為今后電力系統(tǒng)無功優(yōu)化規(guī)劃方案提供一定的參考。

　　四、研究方案及難點：

　�。ㄒ唬┍菊n題的主要研究工作包括：

　　1.查找并閱讀相關資料和文獻，進一步熟悉和理解電力系統(tǒng)無功優(yōu)化方面的知識。

　　2.熟悉掌握vc++，matlab等編程軟件，為今后優(yōu)化算法的學習和應用做好準備。

　　3.學習粒子群算法，研究它們在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應用。

　　4.考慮電壓穩(wěn)定，網(wǎng)損，潮流分布等多個約束條件和優(yōu)化目標，建立電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學模型。

　　5.應用粒子群優(yōu)化算法對電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學模型進行優(yōu)化計算。

　�。ǘ�）本課題的難點主要包括：

　　1.粒子群算法的學習和應用，并結合無功優(yōu)化的實際需要對其進行改進。

　　2.電力系統(tǒng)無功優(yōu)化數(shù)學模型的建立。

　　五、預期成果和可能的創(chuàng)新點：

　�。ㄒ唬┍菊n題雖然困難很多，然而其成果也是非常豐富的，主要有以下內(nèi)容：

　　1.建立考慮網(wǎng)損，電壓，潮流等影響因素的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學模型。

　　2.粒子群算法在電力系統(tǒng)無功優(yōu)化中的應用。

　�。ǘ�）可能的創(chuàng)新點：

　　1.基于多種影響因素的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化數(shù)學模型的建立。

　　2.粒子群算法的改進。

　　3.改進粒子群算法在電力系統(tǒng)無功優(yōu)化中的應用。

　　六、主要參考文獻：

　　[1]段海峰,李興源,宋永華.一種基于模糊邏輯的電壓無功控制策略.電力系統(tǒng)自動化，1997,21(6):23-26;

　　[2]chebboam,irvingmr,sterlingmjh.reactivepowerdispatchincor

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