1.一种基于量子天牛须算法的电力系统经济调度方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)初始化天牛须位置和初始值;
(2)将量子行为的搜索机制引入到天牛须算法中,在天牛须位置周围建立Delta量子势阱,形成量子天牛须算法;
(3)以发电机组最小总发电功率值为目标函数,建立电力系统经济调度模型;
所述经济调度模型包括发电成本、污染物排放和约束条件;
(4)系统经济调度模型在约束条件下基于量子天牛须算法进行寻优,利用最优解计算发电机组最小发电成本和最少污染物排放组合。
2.根据权利要求1所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,步骤(1)在搜索空间中随机初始化天牛须,质心位置表示为x,右须坐标表示为xr,左须坐标表示为xl,初始化迭代次数t=0;
左、右须坐标表达式为:
t
式中,d表示触须长度,表示搜索方向,t表示迭代次数,x表示当前迭代次数下质心所在位置。
3.根据权利要求2所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(2)量子天牛须算法包括:
(201)计算量子运动方式:根据量子物理学确定物体的运动描述方式为:式中,ψ(X,t)表示波函数,j为复数,为普朗克常数,为密哈顿算符;
推算出密哈顿算子表达式为:式中,m为物体质量,V(x)表示物体势场, 表示矢量微分算子;
则在一维Delta势阱中的势能表示为:V(x)=‑εζ(x‑q0)=‑εζ(y)其中,q0为Delta势阱中心,ε为Delta函数的强度,ζ表示狄拉克Delta函数,y=x‑q0;
根据薛定谔方程,得到归一化波函数为:其中,D为Delta势阱特征长度;
推导出物体的运动方式为:
其中,rand是在[0,1]上均匀分布的随机数;
(202)将量子运动方式加入到天牛须算法中:粒子在量子空间中运动寻找目标方向,然后引入到天牛须算法中更新搜索范围,更新后的搜索范围表示为:
其中,t表示迭代次数,randr,l是[0,1]范围内的随机值,l,r分别表示胡须的左方向、右方向;Di由天牛须的最后一个搜索位置确定,表达式为:Di=2c|xo‑xi|
其中,c表示收缩膨胀系数,xo表示初始位置,xi表示当前位置,收缩膨胀系数表达式为:
其中,Gmax是最大迭代次数,c1和c2是用来限制c范围的两个参数,即c∈[c2,c1*c2];
(203)迭代表达为:
其中,τ表示的搜索步长,f(xl)、f(xr)分别表示左、右须适应度值。
4.根据权利要求3所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(3)发电成本表达式为:
式中,M表示操作系统中发电机的数量,ai,、bi、ci、di、ei表示第i个发电机的代价系数,PGi表示第i个发电机实际输出功率, 表示发电机产生最小功率;
PG是发电机组实际输出功率的向量组,表达式为:PG=[PG1,PG2,...,PGM]。
5.根据权利要求4所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(3)污染物排放采用多项式和指数项组合来表示,表达式为:其中,δi、βi、ηi、γi和λi表示第i个发电机发射特性系数。
6.根据权利要求5所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(3)约束条件包括发电能力限制和功率平衡约束;
所述发电能力限制包括:
对于正常运行的系统,各发电机实际输出功率受上下阈值的限制,表示为:表示发电机产生最大功率;
所述功率平衡约束表达式为:其中,PD表示系统总需求功率,PL表示输电线路损耗功率。
7.根据权利要求6所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(3)目标函数表达式为:
f(x)=ωC1(PG)+(1‑ω)φC2(PG)+K(PD+PL)式中,ω表示权重因子,表明相关目标的相对重要性,φ表示比例因子,k表示罚函数的罚系数。
8.根据权利要求7所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述步骤(4)寻优过程为:
以约束条件为量子天牛须算法中的搜索空间,以目标函数为量子天牛须算法中的待优化函数进行寻优,计算每次迭代时目标函数值,确定最小值为最优解;检查是否已满足迭代停止条件,如果满足,则停止迭代并返回最优解;否则继续进行迭代,寻找最优解。
9.根据权利要求8所述的电力系统经济调度方法,其特征在于,所述迭代停止条件为预先设置的迭代次数。