数学建模优秀论文--基于遗传算法的机组组合问题的建模与求解.doc

本文是一篇关于电力系统中机组组合优化问题的数学建模论文，研究的核心是如何在保证电力系统安全运行的前提下，通过优化发电机组的启停计划来实现发电成本的最小化。文章通过对机组组合问题的深入分析，建立了包含多种约束条件的数学模型，并利用矩阵实数编码遗传算法（MRCGA）和穷举搜索算法，结合MATLAB和C++编程工具对模型进行了求解和分析。 机组组合问题是指在满足电力负荷需求的同时，如何合理安排各个发电机组的启动和停止，以及它们的发电量，以实现成本最小化的过程。这个问题通常包括以下几个关键的约束条件： 1. 负荷平衡约束：必须满足整个电力系统在任何时刻的电力供应与需求相等。 2. 系统备用约束：为了应对突发情况，系统需要保留一定的备用容量。 3. 输电线路传输容量约束：输电线路的传输容量有限，发电机组的发电量分配必须在这个限制之内。 4. 发电机组出力范围约束：每个发电机组都有其最大和最小的发电能力限制。 5. 机组增出力约束和机组降出力约束：发电机组的发电量变化需要符合特定的技术要求。 论文中提出了两个优化模型，模型Ⅰ考虑了基础约束条件，而模型Ⅱ在此基础上增加了最小稳定运行出力约束、机组启动和停运时的出力约束以及机组最小运行时间和最小停运时间约束。针对不同规模的问题，采用了不同的求解算法： 1. 对于规模较小的问题（如3母线系统4小时的案例），论文使用了穷举搜索算法，这是一种通过枚举所有可能的情况来找到最优解的方法，尽管它适用于规模较小的问题，但对于大规模问题则不适用。 2. 对于规模较大的问题（如IEEE118系统24小时的案例），则采用了矩阵实数编码遗传算法。遗传算法是一种模拟生物进化原理的优化算法，它通过选择、交叉和变异等操作产生新的解决方案，具有良好的全局搜索能力，在处理大规模复杂问题时具有明显优势。 通过对比分析，论文发现对于大规模问题，遗传算法得到的结果更优。在IEEE118系统中，采用遗传算法得到的最优机组组合计划的发电总成本比穷举搜索算法低，显示了遗传算法在求解大型机组组合问题时的效率和实用性。 论文还对模型和求解过程存在的不足之处进行了分析，并提出了相应的改进方案。通过本文的研究，电力部门可以更有效地制定机组启停计划，降低发电成本，提高电力系统的运行效率和安全性。 关键词包括：机组组合优化模型、矩阵实数编码遗传算法、穷举搜索算法。 这篇论文主要探讨了如何利用数学建模和智能优化算法，尤其是在遗传算法框架内解决电力系统中的机组组合问题。论文不仅为电力系统优化提供了有效的数学工具和计算方法，还通过实证分析展示了这些方法的实用性。这种方法论可以为类似领域的复杂优化问题提供参考和启示。