مقاله یک الگوریتم ابتکاری جدید برای مساله تخصیص واحد

یک الگوریتم ابتکاری جدید برای مساله تخصیص واحد + نسخه انگلیسی

A New Heuristic Algorithm for Unit Commitment Problem

چکیده

تخصیص واحد (UC) سیستم‌های قدرت مقیاس وسیع یک مساله پیچیدۀ بهینه‌سازی غیرخطی و نوع عدد صحیح مختلط با قیود مختلف است. این مقاله بر اساس اصلاح الگوریتم جستجوی هارمونی (HS) یک روش نوین و موثر برای حل برنامه‌ریزی راهبردی تخصیص واحد‌های تولیدی ارائه می‌کند. این الگوریتم در مقایسه با دیگر روش‌های تکاملی (EM) کاربرد آسانی داشته و در دستیابی به پاسخ بهینه در یک زمان مناسب توانمند است. روش پیشنهادی به کمک یک مجموعه داده‌‌ها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج بدست آمده نیز با نتایج مقالات دیگر مقایسه می‌شود. نتایج عددی نشان دهنده کارائی و بهبود پاسخ از لحاظ هزینه و زمان اجرا در مقایسه با نتایج دیگر الگوریتم‌های قدرتمند بهینه‌سازی ابتکاری است.

کلیدواژه‌ها: تخصیص واحد، الگوریتم تکاملی، جستجوی هارمونی (HS)، توزیع اقتصادی

       مقدمه

مساله تخصیص واحد یکی از مسئل مشکل بهینه سازی است که تحت قیود خاصی که از جانب سیستم و شرایط فیزیکی تحمیل می‌شوند تحت تاثیر قرار می‌گیرد. حل مساله تخصیص واحد از هر دو جنبه زمان اجرا و طرح صحیح و مناسب نیروگاه‌ها با حداقل هزینه حائز اهمیت است. در رابطه با این موضوع و حل مساله تخصیص واحد منابع متنوعی منتشر شده است. در ذیل به روش‌های مختلف حل مساله تخصیص واحد در نوشتجات اخیر اشاره مختصری شده است. لیست اولویت (PL) [1]-[2] به ترتیب صعودی واحدهای با هزینه بار کامل را اختصاص می‌دهد تا اینکه ابتدا واحدهای از لحاظ اقتصادی به صرف تخصیص داده شوند تا تقاضای سمت بار برآورده شود. روش PL بسیار سریع است اما به شدت ابتکاری بوده و زمانبندی‌هایی با هزینه اجرای نسبتا بالا ارائه می‌دهند. روش شاخه و حد (BB) [3]-[4] دارای خطر نقص در ظرفیت ذخیرگی و افزایش قابل توجه زمان محاسبه برای مساله مقیاس وسیع است. روش آزادسازی لاگرانژ (LR)  [5]-[7] بر روی یافتن یک تکنیک هماهنگی مناسب برای تولید یک پاسخ اولیه ممکن و در عین حال کمینه کردن شکاف دوگانگی متمرکز است. مشکل اصلی روش آزادسازی لاگرانژ دشواری در دستیابی به پاسخ‌های ممکن است. روش‌های فوق‌ابتکاری تکنیک‌های جستجوی مبتنی بر تکرار هستند که قادرند نه تنها پاسخ‌های بهینه محلی بلکه پاسخ بهینه جهانی را نیز جستجو کنند. در روش‌های فوق‌ابتکاری، برای تخصیص واحد از GA، TS، EP، SA و غیره استفاده می‌شود [8]-[11]. این روش‌ها دارای مزیت جستجو کاملتر فضای پاسخ بوده و از همگرایی زودرس به بهینه‌های محلی اجتناب می‌کنند. دشواری اصلی آنها حساسیتشان به انتخاب پارامترهاست. با این حال، برای یک مساله مقیاس وسیع، این روش‌ها به دلیل ذات تکراری بودنشان، زمان و فضای بیشتری را به خود اختصاص می‌دهند.