Grey wolf optimization applied to economic load dispatch problems

ABSTRACT

This article presents a new evolutionary optimization approach named grey wolf optimization (GWO), which is based on the behaviour of grey wolves, for the optimal operating strategy of economic load dispatch (ELD).  Nonlinear characteristics of generators like ramp rate limits, valve point discontinuities and prohibited  operating zones are considered in the problem. GWO method does not require any information about the  gradient of the objective function, while searching for an optimum solution. The GWO algorithm concept, appears to be a robust and reliable optimization algorithm is applied to the nonlinear ELD problems. The  proposed algorithm is implemented and tested on four test systems having 10, 40, 80 and 140 units. The results confirm the potential and effectiveness of the proposed algorithm compared to various other  methods available in the literature. The outcome is very encouraging and proves that the GWO is a very effective optimization technique for solving various ELD problems.

INTRODUCTION

Nowadays, the electrical power market becomes highly competitive and more liberal for increasing energy  demand. Economic load dispatch (ELD) is one of the useful tools in the modern energy management system of operation and planning. ELD plays a vital role in maintaining the economy of the power system. Reduction
of the production cost and growth in the system reliability maximize the energy capability of thermal units through a good load dispatch. The main goal of ELD process is to schedule the power system control variables for sharing the total load to achieve highest economy of operation while satisfying all equality and inequality constraints. To achieve optimal solution of a practical ELD problem, the realistic operation of the ELD problem should consider valve point effects, ramp rate and multiple fuels. Several derivative based  pproaches such as the classical optimization methods based on Lagrangian relaxation , quadratic  programming (QP) , branch and bound method , lambda iteration method (LIM) , gradient method , linear programming (LP) , co-ordination equation , dynamic programming (DP)  assuming monotonically increasing piecewise linear cost function, have successfully been applied to solve ELD. However, the classical optimization techniques are highly sensitive to staring points and  often converge to local optimum or diverge altogether.  

چکیده

در این مقاله یک رویکرد بهینه سازی تکاملی جدید به نام بهینه سازی خاکستری گرگ (GWO)، که بر رفتار گرگ های خاکستری مبتنی است، برای استراتژی عملیاتی مطلوب اعطای بار اقتصادی (ELD) ارائه شده است. خصوصیات غیرخطی ژنراتورها مانند محدودیت سرعت رمپ، اختلالات نقطه شیر و مناطق ممنوعه در این مسئله در نظر گرفته شده است. روش GWO هیچ اطلاعاتی در مورد گرادیان تابع هدف را در حالی که جستجو برای یک راه حل مطلوب نیاز ندارد. مفهوم الگوریتم GWO به نظر می رسد یک الگوریتم بهینه سازی قوی و قابل اعتماد برای مشکلات ELD غیر خطی است. الگوریتم پیشنهادی در چهار سیستم تست با 10، 40، 80 و 140 واحد اجرا و آزمایش شده است. نتایج نتایج بالقوه و اثربخشی الگوریتم پیشنهاد شده را در مقایسه با سایر روش های دیگر موجود در ادبیات تایید می کند. نتیجه بسیار دلگرم کننده است و ثابت می کند که GWO تکنیک بهینه سازی بسیار موثر برای حل مشکلات مختلف ELD است.

مقدمه

امروزه بازار برق در بازار به شدت رقابتی و بیشتر برای افزایش تقاضای انرژی تبدیل شده است. اعلان بار اقتصادی (ELD) یکی از ابزارهای مفید در سیستم مدیریت انرژی مدرن عملیات و برنامه ریزی است. ELD نقش حیاتی در حفظ اقتصاد سیستم قدرت دارد. کاهش از هزینه تولید و رشد در قابلیت اطمینان سیستم حداکثر توان انرژی واحدهای حرارتی را از طریق ارسال بار خوب بارگیری کنید. هدف اصلی فرایند ELD برنامه ریزی متغیرهای کنترل قدرت سیستم برای به اشتراک گذاشتن کل بار برای دستیابی به بالاترین عملکرد عملیات در حالی که رضایت همه محدودیت های برابری و نابرابری. برای رسیدن به بهترین راه حل یک مشکل عملی ELD، عملیات واقع بینانه از مسئله ELD باید اثرات شیر ​​نقطه، سرعت رمپ و چندین سوخت را در نظر بگیرد. چندین معیار مبتنی بر مشتق از جمله روش های بهینه سازی کلاسیک بر اساس آرام سازی لاگرانژی، برنامه نویسی درجه دوم (QP)، روش شعبه و مرز، روش تکرار لامبدا (LIM)، روش گرادینت، برنامه نویسی خطی (LP)، معادله هماهنگی، برنامه نویسی دینامیکی DP) فرض بر این که تابع هزینه خطی قطعه ای یکنواختانه افزایش می یابد، برای حل ELD با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، تکنیک های بهینه سازی کلاسیک به نقاط خیره کننده بسیار حساس هستند و اغلب به مطلوب محلی یا واگرا در هم می آمیزند.

Year: 2016

Publisher : ELSEVIER

By :  Moumita Pradhan , Provas Kumar Roy , Tandra Pal

File Information: English Language/ 10 Page / size: 335 KB

Download

سال : 1395

ناشر : ELSEVIER

کاری از : Moumita Pradhan، Provas Kumar Roy، Tandra Pal

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 10 صفحه / حجم : KB 335

لینک دانلود