本书针对大型抽水蓄能机组控制系统中的优化问题及其启发式优化算法进行了深入研究和讨论。按照抽水蓄能机组控制系统建模及仿真、启发式优化算法设计、非线性系统辨识，控制器参数优化、水轮机工况开机规律优化与机组导叶关闭规律优化的结构体系进行了全面论述。综合展示了抽蓄机组控制与优化运行的理论基础、算法设计和工程应用。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 抽水蓄能机组控制中的优化问题 2
1.2 启发式优化算法在水电生产中的应用 3
第2章 抽水蓄能机组控制系统建模及仿真 6
2.1 抽水蓄能机组调速系统数学模型 6
2.1.1 过水系统建模 7
2.1.2 水泵水轮机建模 17
2.1.3 发电/电动机及负载建模 21
2.1.4 水泵水轮机调速器建模 24
2.1.5 不同调节模式下发电/电动机调速系统模型 27
2.2 抽水蓄能机组调速系统仿真 29
2.2.1 线性系统仿真 29
2.2.2 非线性系统仿真 30
2.3 励磁系统建模 34
2.3.1 励磁系统数学模型 35
2.3.2 励磁系统的基本控制规律 36
2.4 电力系统稳定器建模 37
2.4.1 电力系统低频振荡的概念及特点 37
2.4.2 低频振荡的抑制方法与措施 38
2.4.3 电力系统稳定器模型 39
第3章 引力搜索算法及其改进 40
3.1 引力搜索算法 40
3.2 改进引力搜索方法 42
3.3 混合策略改进引力搜索方法 44
3.3.1 算法基本原理 44
3.3.2 算法测试及结果分析 47
3.4 基于柯西变异和质量加权的引力搜索算法 54
3.4.1 自适应质量加权策略 55
3.4.2 基于柯西分布的变异策略 55
3.4.3 GSA-CW算法流程 56
3.4.4 GSA-CW验证 57
第4章 人工羊群类算法 63
4.1 人工羊群算法 63
4.1.1 头羊领导 64
4.1.2 自我觅食 64
4.1.3 竞争机制 65
4.1.4 基本流程 65
4.1.5 算例研究 66
4.2 二进制人工羊群算法 73
4.2.1 头羊领导 73
4.2.2 自我觅食 73
4.2.3 竞争机制 74
4.2.4 基本流程 74
4.2.5 算例研究 75
4.3 多目标人工羊群算法 78
4.3.1 多目标优化基本概念 78
4.3.2 算法原理 79
4.3.3 算法流程 80
4.3.4 算例研究 81
第5章 抽水蓄能机组控制系统非线性参数辨识 100
5.1 基于引力搜索的调速系统非线性模型辨识 100
5.1.1 抽水蓄能机组调速系统模型 101
5.1.2 适应度函数 102
5.1.3 辨识策略 103
5.1.4 辨识结果 104
5.1.5 辨识方法比较 104
5.2 基于改进引力搜索优化算法励磁系统参数辨识 106
5.2.1 非线性励磁调节系统模型参数辨识 107
5.2.2 辨识结果 109
第6章 抽水蓄能机组控制器参数优化 112
6.1 抽水蓄能机组调速系统分数阶PID控制器设计与参数优化 112
6.1.1 分数阶微积分原理 113
6.1.2 多场景模式下分数阶PID控制器设计与参数优化 115
6.1.3 自适应快速模糊分数阶PID控制与参数优化 122
6.2 抽水蓄能机组模糊控制器参数优化 132
6.2.1 模糊PID控制器 132
6.2.2 基于GSA-CW的fuzzy-PID参数优化 136
第7章 抽水蓄能机组水轮机工况开机规律优化 141
7.1 一段式开机 141
7.2 两段式开机 142
7.3 智能开机 143
7.3.1 智能开机策略分析 143
7.3.2 智能开机优化流程 144
7.4 实例分析 146
7.4.1 模型参数解析 146
7.4.2 仿真结果比较与分析 147
第8章 抽水蓄能机组导叶关闭规律优化 152
8.1 抽水蓄能机组非线性仿真平台 152
8.2 导叶规律优化问题描述 153
8.2.1 过渡过程调节保证计算 153
8.2.2 导叶关闭方式 154
8.3 单目标导叶关闭规律优化 156
8.3.1 优化模型 156
8.3.2 优化流程 157
8.3.3 优化算例 158
8.4 多目标导叶关闭规律优化 161
8.4.1 优化模型 161
8.4.2 优化流程 163
8.4.3 优化算例 163
参考文献 166
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