布谷鳥(niǎo)搜索算法在水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用與改進(jìn)研究.pdf

1、布谷鳥(niǎo)搜素算法是近年來(lái)提出的一種新穎的元啟發(fā)式全局搜索算法，該算法參數(shù)少、魯棒性強(qiáng)、搜索效率高．在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出了卓越的優(yōu)化性能。但作為一種高效的優(yōu)化方法，布谷鳥(niǎo)搜索算法在工程實(shí)踐尤其是大規(guī)模復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題中的研宄較少。水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度是一類(lèi)多階段，非線性，強(qiáng)約束的組合優(yōu)化問(wèn)題，調(diào)度模型的求解一直是水利學(xué)科需要深入研究的基本問(wèn)題。因此，探討布谷鳥(niǎo)算法在水庫(kù)謂度中的適用性，充分揭示算法在水庫(kù)調(diào)度中的優(yōu)化潛力十分必要。本文以清江梯級(jí)水庫(kù)和引漢濟(jì)

2、渭跨流域調(diào)水工程為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了布谷鳥(niǎo)算法在特定調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用及改進(jìn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)算法的搜索機(jī)理；為進(jìn)一步平衡算法的全局搜索和局部搜索能力，提出基于參數(shù)動(dòng)態(tài)謂整策略以及鄰域變異策略的改進(jìn)布谷鳥(niǎo)算法；針對(duì)梯級(jí)水庫(kù)發(fā)電優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題．分析了改進(jìn)算法的約束處理機(jī)制：實(shí)倒研究表明：布谷鳥(niǎo)算法是求解水庫(kù)調(diào)度模型的一種合理有效方法，其尋優(yōu)結(jié)果及穩(wěn)定性均優(yōu)于傳統(tǒng)遺傳算法；提出的改進(jìn)策略有效。⑵分析了水庫(kù)調(diào)度

3、模型中最小出力約束和最小下泄流量約束間的轉(zhuǎn)換機(jī)制；基于水量平衡約束和最小下泄流量約束，對(duì)布谷鳥(niǎo)算法的搜索空間進(jìn)行一階段優(yōu)化；利用優(yōu)化的搜索空間產(chǎn)生高質(zhì)量的布谷鳥(niǎo)種群，最后，采用布谷鳥(niǎo)算法的進(jìn)化算子進(jìn)行二階段優(yōu)化，提出水庫(kù)憂化調(diào)度的兩階段布谷鳥(niǎo)算法。實(shí)例研究表明：提出的一階段優(yōu)化方法合理可行，兩階段布備鳥(niǎo)算法的收斂性明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)算法。⑶針對(duì)布谷鳥(niǎo)算法求解水庫(kù)調(diào)度模型計(jì)算耗時(shí)較長(zhǎng)的缺陷．提出基于分段線性函數(shù)讀取水庫(kù)特征曲線的加速布谷鳥(niǎo)

4、算法，并從理論上分析了加速策略的有效性。實(shí)例研究表明：插值方法是景；響水庫(kù)調(diào)度計(jì)算耗時(shí)的關(guān)鍵性因素．優(yōu)化插值方法是提高水庫(kù)調(diào)度模型求解效率的一種有效途徑；提出的加速策略臺(tái)理、可行，該方法可在不降低優(yōu)化算法尋優(yōu)精度的前提下縮短計(jì)算耗時(shí)。⑷介紹了泵站運(yùn)行的基本概念；針對(duì)引漢濟(jì)渭工程水源區(qū)水庫(kù)與泵站的聯(lián)臺(tái)調(diào)度問(wèn)題，建立滿足一定供水總量條件下的凈發(fā)電量最大模型；分析了該模型的求解思路；通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)布谷鳥(niǎo)算法中引入?yún)?shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整策略、鄰域變異策略以及