روشي اكتشافي براي حل مسئله در مدار قرار گرفتن واحدهاي نيروگاهي بر پايه الگوريتم جست‌وجوي خفاش

A Heuristic Approach to Solve the Unit Commitment Problem based on the Bat Search Algorithm

مسئله در مدار قرار گرفتن واحدهاي نيروگاهي، عمدتاً مسئله بهينه‌سازي غيرخطي پيچيده‌اي با ابعاد بالا و داراي قيود خطي و غيرخطي است كه تاكنون هيچ روشي به جواب بهينه سراسري آن دسترسي پيدا نكرده است. در اين مقاله، روش اكتشافي جديدي براي حل اين مسئله ارائه مي‌شود كه از دو مرحله عمده شكل گرفته است: 1- توليد هوشمند جمعيت اوليه، 2- الگوريتم جست‌وجوي خفاش در ادغام با روش‌هاي اصلاحي. در اين روش، جمعيت اوليه با استفاده از ليست اولويت و روش اصلاحي جديدي براي موارد تخطي از قيد كمينه زمان روشن/خاموش بودن توليد مي‌شوند. جواب‌هاي شكل‌گرفته در اين مرحله، به منزله جواب‌هايي اوليه براي الگوريتم هوشمند خفاش هستند كه نقش جست‌وجوي محلي را ايفا مي‌كند. براي برقراري قيد ذخيره چرخان و كمينه زمان روشن/خاموش بودن نيز، روش‌هاي جديدي طراحي شده‌اند كه نقش مهمي در كارآمدي جست‌وجو و كاهش زمان محاسبات ايفا مي‌كنند. روش پيشنهادي بر روي سيستم‌هاي عملي 54-واحد IEEE، سيستم قدرت تايوان (Taipower) و سيستم استاندارد 100-واحد پياده‌سازي شده است و نتايج به‌دست‌آمده حاكي از موفقيت روش پيشنهادي، به‌خصوص، در به دست آوردن پايين‌ترين هزينه توليد در بين روش‌هاي ديگر براي دو سيستم ذكرشده اول مي‌باشد.

The unit commitment problem is a complex nonlinear optimization problem with large dimensions and linear and nonlinear constraints for which no approach has been yet able to extract the global optimum solution. In this paper، a new heuristic approach is represented which comprises two major stages: 1- Intelligent generation of initial population، 2- The bat search algorithm integrated with repair procedures. In this approach، the initial solutions are generated using a priority list and a new repair procedure for the violations related to minimum up/down time constraint. The solutions generated in this stage are infect initial solutions for the bat intelligent algorithm which performs a local search. To establish spinning reserve and minimum up/down time constraints، new procedures have been designed، which play important roles in the efficiency of the search and decreasing computational times. The proposed approach has been implemented on practical test systems of IEEE 54-unit، the Taiwan power system (Taipower)، and the standard 100unit test system. The results reveal the approach’s success especially in achieving the lowest production cost in the literature for the first two systems.