在现代火力发电厂中,主蒸汽压力的稳定控制对于保证发电机组的安全、高效运行至关重要。主蒸汽压力系统参数辨识技术能够帮助我们理解和监控系统的动态特性。邹媛青和韦根原在其研究中引入了一种基于个体位置变异粒子群优化算法(MPSO)的方法,并将此改进的算法应用于火电厂主蒸汽压力系统的参数辨识中,以提升辨识精度和效率。
粒子群优化算法(PSO)是一种基于群体智能的优化算法,其中每个粒子代表了问题空间的一个潜在解。在标准PSO中,粒子在解空间中移动,并根据自身的经验以及群体的经验进行位置更新。粒子的位置更新依赖于个体最优值(即粒子自身经历过的最佳位置)和全局最优值(即整个粒子群经历过的最佳位置)。PSO算法的收敛速度和全局搜索能力是其性能的关键。然而,标准PSO在高维搜索空间中可能会遇到收敛速度慢、陷入局部最优等问题。
邹媛青和韦根原为了克服这些缺点,提出了个体位置变异的方法来改进PSO。这种改进方法通过引入变异机制丰富种群的多样性,进而提高算法的搜索速度和全局搜索能力。在改进的MPSO算法中,粒子的变异率是动态计算的,根据当前迭代次数、最大变异率以及最小变异率等因素来确定。变异操作可以看作是粒子位置的一种扰动,有助于算法跳出局部最优解,探索更多可能的搜索空间。
改进后的MPSO算法将个体位置变异与标准PSO的优势相结合,既保持了算法的快速性,又提高了对复杂问题的适应性。通过实际的仿真实验,MPSO算法在主蒸汽压力系统参数辨识中的应用得到了验证。实验结果表明,MPSO算法在辨识精度和运行时间上均优于标准PSO算法。
在技术实施的过程中,首先要完成粒子种群的初始化,这包括随机生成一组粒子的位置和速度。计算每个粒子的适应度值,评估解的好坏,并据此更新粒子的个体最优值和全局最优值。然后是按照一定的规则更新粒子的位置和变异率,从而指导粒子在解空间中进行有效的搜索。这一过程会重复执行,直到满足算法的停止条件,如达到最大迭代次数或获得满意的解。
PSO算法及其改进版本MPSO在各种工程优化问题中有着广泛的应用,比如电力系统参数优化、工业过程控制以及多目标优化等。研究者和工程师们可以将这些算法应用于不同的领域,以解决实际问题。PSO和MPSO的灵活性和有效性使它们成为解决非线性、多峰和复杂搜索空间问题的有力工具。
在这项研究中,作者邹媛青目前是华北电力大学自动化系在读硕士研究生,她的研究方向包括智能控制、最优化理论与方法。其研究成果在电力系统优化控制领域具有潜在的应用价值,能够推动火电机组的安全、高效运行。
个体位置变异粒子群优化算法(MPSO)对于主蒸汽压力系统的参数辨识是一种有效的优化方法。它通过增强种群的多样性以及调整粒子的搜索行为,显著提高了优化效率和辨识精度。MPSO算法的成功应用体现了智能算法在实际工业控制问题中的巨大潜力和应用价值。