基于免疫算法的供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、城市供水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是城市文明、經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。由于城市供水系統(tǒng)是耗電大戶，實施供水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度不僅能實現(xiàn)節(jié)能的目的，還能提高供水企業(yè)的管理水平。而傳統(tǒng)的優(yōu)化算法在求解供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題時計算耗時長、收斂速度慢，并易陷入局部最優(yōu)解；而免疫算法是比傳統(tǒng)優(yōu)化算法更先進、更有利求解優(yōu)化問題的一種新算法。因此本課題提出了基于免疫算法的供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究，主要分三個部分進行了討論，即免疫算法原理、供

2、水系統(tǒng)一級優(yōu)化調(diào)度模型和利用免疫算法求解供水系統(tǒng)一級優(yōu)化調(diào)度模型。
　　免疫算法是一種非常實用的求解優(yōu)化問題的啟發(fā)式算法。本文詳細(xì)介紹了免疫算法的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀，然后系統(tǒng)地分析了免疫算法的生物學(xué)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上提出了一種實用的基于矢量距的免疫算法，并給出該算法詳細(xì)的設(shè)計步驟。
　　在綜合比較各種用水量預(yù)測方法、各種供水管網(wǎng)系統(tǒng)模型和各種供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型的優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，結(jié)合馬鞍山市供水系統(tǒng)的實際情況，決定采用修正的移動

3、算術(shù)平均法預(yù)測水量和供水管網(wǎng)系統(tǒng)微觀模型進行水力計算，并給出了二者詳細(xì)的設(shè)計步驟；供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型采用二級優(yōu)化調(diào)度模型，在本課題中主要討論供水系統(tǒng)的一級優(yōu)化調(diào)度，也詳細(xì)地介紹了如何建立供水系統(tǒng)一級優(yōu)化調(diào)度模型。
　　本文還介紹了利用免疫算法求解供水系統(tǒng)一級優(yōu)化調(diào)度問題的具體步驟，即算法首先識別抗原為使制水成本和泵站電耗總和最小，再對約束條件進行相應(yīng)的處理使其轉(zhuǎn)換為目標(biāo)函數(shù)，接著產(chǎn)生初始B細(xì)胞群體生成初始抗體，通過計算抗體與抗原

4、、抗體與抗體之間的親和性，更新記憶/抑制細(xì)胞，同時促進和抑制B細(xì)胞的產(chǎn)生，然后利用克隆選擇、交叉和變異操作產(chǎn)生新B細(xì)胞生成新抗體，進入下一輪免疫反應(yīng)過程，直至滿足算法終止準(zhǔn)則為止。
　　本文在收集的馬鞍山市大量生產(chǎn)現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過預(yù)測馬鞍山市日用水量以及建立的馬鞍山市供水管網(wǎng)系統(tǒng)微觀模型進行水力計算，利用免疫算法求解馬鞍山市供水系統(tǒng)一級優(yōu)化調(diào)度模型，得到了各水廠出廠流量和壓力的優(yōu)化分配。這樣制定出的優(yōu)化調(diào)度方案是在科學(xué)預(yù)