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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 优化技术2

1.2.1 传统优化技术（经典算法）3

1.2.2 进化技术6

1.3 本书概要17

参考文献19

第2章 数学优化方法20

2.1 引言20

2.2 二次型20

2.3 一些静态优化方法22

2.3.1 无约束优化23

2.3.2 带约束优化问题26

2.4 庞特里亚金最大值定理30

2.5 泛函解析优化技术34

2.5.1 范数34

2.5.2 内积（点积）35

2.5.3 函数的转换36

2.5.4 最小范数定理38

2.6 模拟退火算法39

2.6.1 模拟退火的物理概念40

2.6.2 组合优化问题40

2.6.3 一般模拟退火算法41

2.6.4 冷却进度表41

2.6.5 多项式时间冷却进度表41

2.6.6 Kirk冷却进度表43

2.7 禁忌搜索算法44

2.7.1 禁忌表约束44

2.7.2 特赦准则45

2.7.3 终止准则45

2.7.4 常规禁忌搜索算法46

2.8 遗传算法47

2.8.1 编码48

2.8.2 适应度函数48

2.8.3 遗传算子49

2.8.4 约束条件的处理（修复机制）49

2.8.5 普通遗传算法49

2.9 模糊系统50

2.9.1 基本术语和定义54

2.9.2 模糊集支集54

2.9.3 正规性55

2.9.4 凹凸性55

2.9.5 模糊集合的基本运算56

2.10 粒子群优化（PSO）算法59

2.11 PSO算法的基本原理61

2.11.1 一般PSO算法62

参考文献64

第3章 电力系统经济运行66

3.1 引言66

3.2 水-火-核联合供电电力系统67

3.2.1 数学建模67

3.2.2 优化步骤69

3.2.3 基于最小范数定理的最优解获取72

3.2.4 一种可行的多层算法74

3.2.5 结论与总结76

3.3 全火力发电系统76

3.3.1 常规全火力发电系统的问题描述76

3.3.2 模糊全火力发电系统问题的数学模型77

3.3.3 求解算法84

3.3.4 算例84

3.3.5 总结99

3.4 考虑模糊负荷和模糊成本函数参数的全火力发电系统102

3.4.1 问题的数学描述102

3.4.2 三角形模糊数的模糊区间运算104

3.4.3 采用三角形L-R表示法的模糊数的模糊运算105

3.4.4 算例106

3.5 计及损耗的模糊经济调度问题140

3.5.1 问题的数学描述140

3.5.2 求解算法143

3.5.3 仿真实例144

3.5.4 总结157

附录159

附录A.1 159

附录A.2 159

参考文献160

第4章 经济调度问题与机组组合问题：建模与求解算法162

4.1 引言162

4.2 该问题的求解思路162

4.3 制定试验解的产生规则163

4.4 电力系统经济调度问题163

4.5 目标函数163

4.5.1 生产成本163

4.5.2 机组起动成本164

4.6 约束条件164

4.6.1 系统约束165

4.6.2 机组约束165

4.7 试验解的产生规则166

4.8 产生初始解169

4.9 经济调度问题的求解算法169

4.9.1 基于线性互补形式的经济调度问题170

4.9.2 经济调度问题的Tableau规模171

4.10 模拟退火算法用于求解UCP172

4.10.1 与文献中其他SAA的比较172

4.10.2 数值算例173

4.11 总结与结论187

4.12 用禁忌搜索（TS）算法求解UCP188

4.12.1 禁忌表（TL）的约束188

4.12.2 特赦水平的标准189

4.12.3 终止准则189

4.12.4 常规禁忌搜索算法189

4.12.5 TS算法在UCP中的应用190

4.12.6 UCP的禁忌表类型192

4.12.7 UCP的禁忌表方法192

4.12.8 不同禁忌表建立方法之间的比较193

4.12.9 用于UCP的禁忌表的大小194

4.12.10 STSA的数值结果194

4.13 高级禁忌搜索（ATS）算法200

4.13.1 中期记忆200

4.13.2 长期记忆200

4.13.3 策略波动机制200

4.13.4 ATS算法用于求解UCP201

4.13.5 中期记忆的实现202

4.13.6 长期记忆的实现202

4.13.7 策略波动的实现202

4.13.8 ATSA的数值结果202

4.14 局部总结207

4.15 遗传算法用于求解UCP207

4.15.1 解的编码208

4.15.2 适应度函数208

4.15.3 遗传算子209

4.15.4 约束处理（修复机制）209

4.15.5 普通遗传算法209

4.15.6 用遗传算法求解UCP210

4.15.7 问题编码210

4.15.8 构建适应度函数212

4.15.9 染色体的选择过程212

4.15.10 交叉212

4.15.11 变异213

4.15.12 自适应GA算子214

4.15.13 算例214

4.15.14 总结与延伸219

4.16 用于求解UCP的混合算法220

4.17 模拟退火与禁忌搜索的混合（ST）220

4.17.1 ST算法中的禁忌搜索部分221

4.17.2 ST算法中的模拟退火部分222

4.18 ST算法的数值计算结果222

4.19 遗传算法与禁忌搜索的混合226

4.19.1 遗传禁忌（GT）算法的提出226

4.19.2 GT算法中的遗传算法部分227

4.19.3 GT算法中的禁忌搜索部分228

4.20 GT算法的数值计算结果229

4.21 GA、 SA与TS算法的混合（GST算法）234

4.21.1 GST算法的遗传算法部分的设计与实现234

4.21.2 GST算法的禁忌搜索部分的设计与实现234

4.21.3 GST算法的模拟退火部分的设计与实现234

4.22 GST算法的数值计算结果236

4.23总结与延伸241

4.24各算法在UCP方面的比较242

4.24.1 算例1的比较结果242

4.24.2 算例2的比较结果243

4.24.3 算例3的比较结果244

4.24.4 小结246

参考文献246

第5章 最优潮流252

5.1 引言252

5.2 电力潮流方程258

5.2.1 负荷节点258

5.2.2 电压控制节点258

5.2.3 松弛节点259

5.3 一般OPF问题的数学描述261

5.3.1 目标函数261

5.3.2 约束条件263

5.3.3 OPF中的优化算法265

5.4 优化算法用于单目标最优潮流267

5.4.1 粒子群优化（PSO）算法用于求解OPF问题267

5.4.2 IEEE-30节点电力系统268

5.4.3 有功损耗最小272

5.4.4 最小发电燃料成本276

5.4.5 最大化无功储备裕度280

5.4.6 最小化无功功率损耗284

5.4.7 最小化排放指数288

5.4.8 最大化安全裕度292

5.5 不同单目标函数的比较296

5.6 多目标OPF算法297

5.7 多目标分析的基本概念297

5.8 多目标OPF算法299

5.8.1 多目标OPF建模299

5.8.2 求解多目标OPF问题的一般步骤299

5.9 生成非支配解集301

5.9.1 所用方法301

5.9.2 加权法301

5.10 层次聚类技术302

5.11 本章小结307

附录308

参考文献311

第6章 水力发电系统的长期调度316

6.1 引言316

6.2 问题的数学模型317

6.3 问题的求解：最小范数法318

6.3.1 系统建模319

6.3.2 公式化319

6.3.3 最优解求取321

6.3.4 实际应用算例323

6.3.5 小结324

6.3.6 非线性模型324

6.4 模拟退火算法331

6.4.1 试验解的产生（邻近解）332

6.4.2 SAA用于LTHSP的详细步骤333

6.4.3 实际应用算例335

6.4.4 小结336

6.5 禁忌搜索算法337

6.5.1 问题描述337

6.5.2 禁忌搜索方法337

6.5.3 TSA的具体步骤339

6.5.4 停止判据340

6.5.5 数值实例340

6.5.6 总结与延伸342

参考文献342

第7章 电能质量分析345

7.1 引言345

7.2 模拟退火算法的应用348

7.2.1 模拟退火算法的接受测试348

7.2.2 步长向量的调整348

7.2.3 冷却进度表349

7.3 闪变电压的模拟349

7.3.1 问题的数学描述349

7.3.2 求解电压闪变算法测试350

7.3.3 采样数的影响350

7.3.4 采样频率的影响351

7.4 谐波问题的数学描述351

7.5 算法在求解谐波方面的测试352

7.5.1 信号频率已知352

7.5.2 信号频率未知354

7.6 结论356

7.7 稳态频率估计357

7.7.1 恒频模型和问题的建模359

7.7.2 计算机模拟数据359

7.7.3 受谐波污染的信号360

7.7.4 实际量测数据361

7.8 结论362

7.8.1 变频模型363

7.8.2 仿真算例364

7.8.3 呈指数衰减的频率366

7.9 结论368

参考文献368