1.一种基于萤火虫算法的梯级水库群调度优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:以调度期内梯级水库发电量最大为优化目标,以梯级水库的水力约束及电力约束为约束条件,建立梯级水库优化模型,梯级水库优化模型的目标函数为:公式(1)中:E为梯级电站发电量,亿kW·h;m、n分别为电站总数和调度时段总数;Ki为第i电站的出力系数;Qi ,j为第i电站第j时段的发电流量,m3/s;Hi ,j为第i电站第j时段的发电水头,单位为米;T为单个调度时段;步骤2:采用改进萤火虫算法对步骤1中得到的梯级水库优化模型进行优化计算,得到最大发电量及其对应的最优水库水位,输出最优水库水位;步骤1中,梯级水库的水力约束条件及电力约束条件包括:水量平衡约束:Vi,j+1=Vi,j+(QIi,j-qi,j)T水库水位约束:Hmin(i,j)≤Hi,j≤Hmax(i,j)水库泄流约束:qmin(i,j)≤qi,j≤qmax(i,j)电站出力约束:Nmin(i,j)≤Ni,j≤Nmax(i,j)式中:Vi,j、Vi,j+1分别为第i电站时段始末库容,亿m3;QIi,j和qi,j分别为第i电站第j时段内入库流量和出库流量,m3/s;Hmax(i,j)和Hmin(i,j)分别为第i电站第j时段的水位上下限,m;Hi,j为第i电站第j时段的水位;qmax(i,j)和qmin(i,j)分别为第i电站第j时段的出库流量上下限,m3/s;Nmax(i,j)和Nmin(i,j)分别为第i电站第j时段的装机容量和最小出力,MW;Ni,j为第i电站第j时段的出力;步骤2具体按照以下步骤实施:步骤2.1:变量初始化,设置萤火虫种群规模为Npop,最大迭代次数为Tmax,扰动因子为α,吸引力初始值β0,荧光吸收因子为γ,Δ为扰动因子α增量值,随机搜索间隔代数n,变异阈值ξ,变异比例b;另外设置迭代计数变量t,t的初始值为0;以水库调度时段末水位为萤火虫算法的决策变量,变量维数D=12*m,在水库月末水位上下限约束内随机生成Npop个萤火虫位置,如公式(2):Xk,l=Hmin(i,j)+rand(Hmax(i,j)-Hmin(i,j)) i∈[1,m],j∈[1,D],k∈[1,Npop] (2)公式(2)中:Xk,l为第k个萤火虫在第l维空间的位置;Hmax(i,j)和Hmin(i,j)分别为第i电站第j时段的水位上下限;rand为[0,1]区间随机数;m为电站总数;步骤2.2:计算所有萤火虫自身荧光亮度值采用梯级发电量E作为荧光亮度值如公式(3),并令萤火虫位置编号k=i1=1,然后进入步骤2.3;
公式(3)中:Ki为第i电站的出力系数;Qi,j为第i电站第j时段的发电流量;Hi,j为第i电站第j时段的水位;f为水量平衡方程;ZV为水库库容曲线;ZQ为流量尾水位曲线;Hmax(i,j)和Hmin(i,j)分别为第i电站第j时段的水位上下限;Xk,l为决策变量,即第k个萤火虫在第l维空间的位置,同时也代表第i个电站第j时段的水位;步骤2.3:比较第i1和第i2(i2=i1+1,i1+2,…,Npop)萤火虫自身荧光亮度值,如果It0(i1)<It0(i2),则依次通过公式(4)、(5)、(6)分别计算第i1和第i2萤火虫之间的欧式空间距离吸引度和第i1萤火虫向第i2萤火虫位置移动后的新位置然后令i1=i1+
1,转向步骤2.4;反之直接令i1=i1+1,转向步骤2.4;公式(4)中:分别为第i1和i2个萤火虫的位置变量;公式(5)中:即为第i1和i2个萤火虫变量的吸引度,其中β0为吸引力初始值,γ为荧光吸收因子,为第i1和第i2萤火虫之间的欧式空间距离;公式(6)中:分别为第i1个萤火虫更新前后的矢量位置,α为扰动因子;Δ为扰
动因子α增量值;为随机矢量;β(r)为吸引度等于步骤2.4:判断i1是否大于Npop,若是,则转向步骤2.5;反之转向步骤2.2;步骤2.5:通过式(7)计算第t次迭代下最大荧光亮度值Fval(t)及其对应的萤火虫位置并令t=t+1,然后进入步骤2.6;公式(7)中:index为Fval(t)对应的最优萤火虫变量位置下标;为当代最优萤火虫变量位置坐标;步骤2.6:判断变异条件Fval(t)-Fval(t-1)<ε(t>1)是否成立,ε为变异阈值,如果满足变异条件,则进入步骤2.7;反之,进入步骤2.8;步骤2 .7:将带入式(8)生成1个新萤火虫位置重复计算生成b个新萤火虫位置,然后替换掉荧光值排序靠后的b个萤火虫位置此时,不再计算新生成萤火虫的
荧光亮度值;反之,不进行变异,即不更新位置,直接进入步骤2.8;公式(8)中:为第t+1代中第k个萤火虫的位置变量,为第t代中最优萤火
虫的位置变量;Fval(t-1)为第t-1次迭代种群最大荧光值;
步骤2.8:判断t是否大于最大迭代次数Tmax,若是则转向步骤2.9;反之,转向步骤2.2;步骤2.9:得到最优萤火虫位置即最优水库水位,及最优萤火虫位置对应的荧光值即最大发电量。