2 算例
以丹江口水库为例,该水库为不完全年调节水库,兼顾发电、灌溉、航运、防洪等综合利用的大型水库。该水库正常蓄水位为157m,死水位139m,出力系数为7.5,装机容量为90×104kW,调度期初末水位均为149m,电价为0.3元/(kW·h),灌溉效益为8.00×109元。由于该水库以防洪和航运为主,故防洪和航运目标的需求以约束条件的形式表示。根据该水库各月平均流量预报值,建立以发电量、保证出力、供水保证率最大为子目标的综合调度模型。以各子目标单独调度时所得到的最大发电量、保证出力、供水过程为理想点,采用改进的分布估计算法对其进行求解得到水库的综合调度过程。
表1为分别采用IEDA和原始的EDA、遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、差分进化算法(DE)计算所得到的结果对比。算法的参数设置中群体规模为100,最大运行代数为200。EDA算法和IEDA算法的截断选择参数为50%,IEDA中α取8.0,局部搜索参数m为10;其他算法均采用典型的参数设置,GA交叉概率取0.6,变异概率取0.05;PSO算法惯性因子选取0.9,学习因子皆选取2;DE算法变异算子取0.5,交叉算子取0.3。各算法均运行20次,取20次中最好的结果进行比较分析。
表1 综合调度结果对比
由表1可知,IEDA大幅改善了EDA算法的性能,其计算结果优于GA、PSO和DE算法,且各目标均达到较好的效果。由于加入局部搜索策略使IEDA算法的计算时间略长于其他算法,但其计算时间仍较短,且具有更高的求解精度。
表2为IEDA得到的最优结果、发电量最大模型所得到的结果及各子目标上的理想点之间的比较。由表2可知,与发电量最大模型相比,综合调度虽牺牲了部分发电量,但保证出力和供水保证率均有大幅提升,与单独的保证出力和保证供水率最大模型比较结果类似。表明水库的综合调度使水库的综合利用效益得到提高,水资源利用更加合理有效。
表2 不同模型得到的结果与理想点之间的比较