Nghiên cứu giải thuật tiến hóa áp dụng quy họach phát triển mạng truyền tải

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa XUW NGUYỄN XUÂN VINH NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT TIẾN HÓA ÁP DỤNG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI Chuyên ngành: Hệ Thống Điện Mã số ngành: 2.06.07 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa hoïc: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2004 Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa Cộng hòa Xã hội Chủ nghóa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc XUW XUW NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Xuân Vinh Ngày, tháng, năm sinh: 05 – 05 – 1975 Chuyên ngành: Hệ Thống Điện Phái: Nam Nơi sinh: Nghệ An Mã số: 2.06.07 I TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT TIẾN HÓA ÁP DỤNG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Khảo sát, phân loại mô hình toán học phương pháp giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải Tìm hiểu nguyên lý phương pháp lập trình ứng dụng giải thuật tiến hóa giải toán tối ưu Xây dựng giải thuật giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải sở giải thuật tiến hóa Ứng dụng giải thuật nhận giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải với mô hình hàm mục tiêu điều kiện ràng buộc khác Viết chương trình ứng dụng giải thuật tiến hóa quy hoạch phát triển mạng truyền tải III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ 09 – 02 – 2004 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ 09 – 07 – 2004 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS HỒ VĂN HIẾN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH (Ký tên ghi rõ họ, tên, học hàm học vị) Nội dung đề cương luận văn Thạc Só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày tháng năm 2004 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Lời Cảm Ơn LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian miệt mài tìm tòi, nghiên cứu đề tài với không khó khăn, thử thách với nổ lực thân động viên khích lệ gia đình, quý Thầy Cô đồng nghiệp thuộc Khoa Điện – Điện Tử Trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vónh Long, đến em hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến: • Thầy TS Hồ Văn Hiến, Bộ môn Hệ Thống Điện, Khoa Điện – Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa – Thành Phố Hồ Chí Minh, Thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học, đưa ý tưởng giúp em định hướng nghiên cứu Cảm ơn Thầy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập thực luận văn • Tất Thầy Cô giảng dạy, truyền đạt tri thức giúp em trưởng thành, tự tin bước vào đường nghiên cứu • Những người bạn lớp Hệ Thống Điện, niên khóa 2002 – 2004, Trường Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh, góp ý, trao đổi ý kiến, kinh nghiệm bổ ích trình học tập thực luận văn • Xin chân thành cảm ơn tất Thầy Cô, bạn bè, đồng nghiệp Khoa Điện – Điện Tử Trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vónh Long, giúp đỡ động viên em suốt trình học cao học thực luận văn tốt nghiệp Sau cùng, em muốn gởi lời biết ơn sâu sắc đến tất người thân gia đình Cảm ơn đùm bọc yêu thương Cha mẹ em trai Thành Phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2004 Nguyễn Xuân Vinh Tóm Tắt Luận Văn Thạc Sĩ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ • Chương trình bày tổng quan toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải Nội dung chương bao gồm: o Mục đích ý nghóa toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải Các dạng toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải o Phân loại mô hình toán học toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải theo mô hình hàm mục tiêu mô hình ràng buộc sử dụng cho toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải o Các giải thuật khác áp dụng thành công để giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải • Chương giới thiệu giải thuật di truyền, công cụ mạnh mẽ hiệu để giải toán tối ưu Nội dung chương gồm phần sau: o Lịch sử phát triển nguyên lý giải thuật di truyền o Lưu đồ giải thuật, phương pháp mã hóa bao gồm toán tử toán tử cao cấp chế tự thích nghi giải thuật di truyền o Các ứng dụng giải thuật di truyền • Chương xây dựng chi tiết lưu đồ giải thuật, trình bày bước thực kết tính toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải với mô hình hàm mục tiêu ràng buộc khác nhận từ phương pháp mã hóa thập phân, mã hóa thập phân kết hợp mã hóa nhị phân sở giải thuật di truyền truyền thống, phương pháp kết hợp giải thuật di truyền truyền thống chiến lược leo dốc (Hill climbing) Trên sở kết tính toán, chương minh họa khả vượt trội giải thuật di truyền so với phương pháp tối ưu truyền thống Các kết đạt khả quan so với kết trích dẫn từ tài liệu khác • Chương giới thiệu chương trình tính quy hoạch phát triển mạng truyền tải xây dựng môi trường Matlab Các kết trình bày cụ thể dạng đồ thị cho phép dễ dàng quan sát so sánh đánh giá kết • Chương kết luận tổng kết đề tài đồng thời đề nghị phương hướng phát triển tương lai Mục Lục MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC MỞ ĐẦU QUY HOẠCH MẠNG TRUYỀN TẢI 10 1.1 GIỚI THIỆU 10 1.2 MÔ HÌNH TOÁN HỌC 12 1.2.1 Mô hình cực tiểu vốn đầu tư phí tổn vận hành [7] 12 1.2.1.1 Mô hình hàm mục tiêu 12 1.2.1.2 Mô hình ràng buộc 13 1.2.2 Mô hình cực tiểu vốn đầu tư phí tổn vận hành đưa toán quy hoạch số nguyên [7] 13 1.2.1.1 Mô hình hàm mục tiêu 13 1.2.1.2 Mô hình ràng buộc 14 1.2.3 Mô hình quy hoạch tónh [1] 14 1.2.3.1 Mô hình hàm mục tiêu 14 1.2.3.2 Mô hình ràng buộc 15 1.2.4 Mô hình quy hoạch động [1] 16 1.2.4.1 Mô hình hàm mục tiêu 16 1.2.4.2 Mô hình ràng buộc 16 1.2.5 Mô hình cực tiểu vốn đầu tư cắt giảm tải [2] 16 1.2.5.1 Mô hình hàm mục tiêu 16 1.2.5.2 Mô hình ràng buộc 17 1.2.6 Mô hình cực tiểu vốn đầu tư [1] 17 1.2.6.1 Mô hình hàm mục tiêu 17 1.2.6.2 Mô hình ràng buộc 18 1.3 PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH MẠNG TRUYỀN TẢI 18 1.3.1 Các phương pháp tối ưu toán học 18 1.3.1.1 Thuật toán tìm bao trùm nhỏ 19 1.3.1.2 Thuật toán đơn hình [7] 19 1.3.1.3 Bài toán vận tải mở rộng [7] 20 1.3.1.4 Quy hoạch số nguyên [7] 22 1.3.1.5 Phương pháp cận nhánh [7] 22 1.3.2 Các phương pháp tìm kiếm (Heuristic) 23 1.3.2.1 Phương pháp phân tích độ nhạy [1] 23 Mục Lục 1.3.2.2 Phương pháp phân lớp [20] 1.3.2.3 Phương pháp mô thép [14] 1.3.2.4 Phương pháp hệ chuyên gia [19] 1.3.2.5 Phương pháp tính toán tiến hóa [2] [11] 1.3.2.6 Phương pháp tìm kiếm Tabu [12] GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 30 31 31 32 32 33 2.1 TỔNG QUAN 33 2.1.1 Đại cương 33 2.1.2 Thuật giải di truyền giải vấn đề máy vi tính 35 2.1.3 Lịch sử phát triển thuật giải di truyền 36 2.1.4 Tương quan tiến hóa sinh vật thuật giải di truyền 36 2.2 THUẬT GIẢI DI TRUYỀN 37 2.3 CÁC NGUYÊN LÝ TRONG THUẬT GIẢI DI TRUYỀN 40 2.3.1 Biểu diễn gen 40 2.3.1.1 Biểu diễn gen chuỗi nhị phân 40 2.3.1.2 Biểu diễn gen chuỗi số thực 40 2.3.1.3 Biểu diễn biến điều khiển số thực 41 2.3.2 Xác định độ thích nghi 41 2.3.3 Điều chỉnh độ thích nghi 42 2.3.4 Chọn lọc cá thể 43 2.3.4.1 Quy tắc chọn lọc theo bàn Roulete 43 2.3.4.2 Quy tắc chọn lọc thi đấu (Tournament) 44 2.3.5 Phương pháp lai ghép 44 2.3.5.1 Lai ghép đơn điểm 44 2.3.5.2 Lai ghép đa điểm 45 2.3.5.3 Lai ghép mặt nạ 45 2.3.5.4 Phương pháp tạo sinh đường (chỉ áp dụng kiểu liệu chuỗi số thực) 46 2.3.5.5 Phương pháp tạo sinh tức thời 47 2.3.6 Phương pháp đột biến 48 2.3.6.1 Đột biến trị nhị phân 48 2.3.6.2 Đột biến trị thực 48 49 2.4 CÁC TOÁN TỬ CAO CẤP 2.4.1 Chiến lược lưu giữ cá thể tốt (Elitism) 49 2.4.2 Chiến lược leo dốc (Hill climbing) 49 2.4.3 Giải thuật di truyền với nhiều quần thể nhỏ 49 2.5 GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VỚI CƠ CHẾ TỰ THÍCH NGHI 51 Mục Lục 2.5.1 Phương pháp lai tự thích nghi 51 2.5.2 Hàm phạt tự thích nghi 52 2.6 KẾT HP GIẢI THUẬT DI TRUYỀN VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU KHÁC 54 2.7 CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC THÙ CỦA GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 54 2.8 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THUẬT GIẢI DI TRUYỀN 55 2.8.1 Ứng dụng giải thuật di truyền cho việc học thông số mạng neural 55 2.8.2 Ứng dụng giải thuật di truyền lónh vực giao thông 55 2.8.3 Ứng dụng giải thuật di truyền phân bố công suất tối ưu hệ thống điện 55 2.9 TIÊU CHUẨN NGỪNG LẶP 55 ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI 57 3.1 CẤU TRÚC DỮ LIỆU 57 3.2 GIẢI THUẬT 58 3.2.1 Thành lập toán 58 3.2.2 Lưu đồ giải thuật 59 3.2.3 Tiêu chuẩn ngừng lặp 60 3.2.4 Phương pháp biểu diễn gen 61 3.3 ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO BÀI TOÁN QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI 62 3.3.1 Bài toán 62 3.3.1.1 Thành lập toán 64 3.3.1.2 Kết quy hoạch mạng truyền tải [2] [14] [16] [18] [20] 66 3.3.1.3 Kết GA 66 3.3.1.4 Tóm tắt kết 67 3.3.2 Bài toán 67 3.3.2.1 Thành lập toán 68 3.3.2.2 Kết quy hoạch mạng truyền tải [12] [13] [14] [20] 70 3.3.2.3 Kết GA 70 3.3.2.4 Tóm tắt kết 71 3.3.3 Bài toán 71 3.3.3.1 Thành lập toán 72 3.3.3.2 Kết quy hoạch mạng truyền tải [2] 74 3.3.3.3 Kết giải thuật di truyền kết hợp chiến lược leo dốc 75 3.3.3.4 So sánh giải thuật di truyền – giải thuật di truyền kết hợp chiến lược leo dốc (Hill climbing – HC) 76 Mục Lục 3.3.3.5 Tóm tắt kết 3.3.4 Bài toán 3.3.4.1 Thành lập toán 3.3.4.2 Kết quy hoạch mạng truyền tải [1] 3.3.4.3 Kết GA 3.3.4.4 Tóm tắt kết 76 76 79 81 82 83 CHƯƠNG TRÌNH QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI 84 4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH 84 4.2 CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH 85 4.2.1 Các hàm toán 85 4.2.2 Các hàm mục tiêu toán 85 4.2.3 Các hàm tính phân bố công suất 85 4.2.4 Các hàm thực thuật toán di truyền 85 4.2.5 Các hàm thực chiến lược leo dốc 86 4.2.6 Các hàm trình bày kết 86 4.3 MỘT SỐ HÀM ĐIỂN HÌNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH QUY HOẠCH MẠNG TRUYỀN TẢI 86 4.3.1 Các hàm toán chương 86 4.3.1.1 Baitoan1.m 86 4.3.1.2 Genli.m 87 4.3.1.3 Initpop.m 88 4.3.1.4 Modeldc.m 88 4.3.1.5 Fx.m 92 4.3.1.5 Scalepop.m 93 4.3.1.6 Generate.m 94 4.3.1.7 Reproduction.m 95 4.3.1.8 Random03.m 95 4.3.1.9 Random04.m 95 4.3.1.10 Mutation.m 96 4.3.1.11 Crossover.m 96 4.3.1.12 Creat_ybus.m 97 4.3.1.13 Flip.m 97 4.3.1.14 Setour.m 97 4.3.1.15 Vekhung.m 98 4.3.1.16 Paintnet.m 99 4.3.1.17 Line12.m 100 4.3.1.18 Line14.m 101 Mục Lục 4.3.1.19 Line15.m 4.3.1.20 Line23.m 4.3.1.21 Line24.m 4.3.1.22 Line25.m 4.3.1.23 Line26.m 4.3.1.24 Line46.m 4.3.1.25 Line53.m 4.3.2 Các hàm toán chương 4.3.2.1 Modeldc.m 4.3.3 Các hàm toán chương 4.3.3.1 Baitoan3.m 4.3.3.2 Genli.m 4.3.3.3 Initpop.m 4.3.3.4 Modeldc.m 4.3.3.5 Fx.m 4.3.3.6 Mutation.m 4.3.3.7 Crossover.m 4.3.3.8 Decode.m 4.3.3.9 Random01.m 4.3.3.10 Hill_clim.m 4.3.3.11 Mut_hill.m 4.3.4 Các hàm toán chương 4.3.4.1 Baitoan4.m 4.3.4.2 Genli.m 4.3.4.3 Initpop.m 4.3.4.4 Mddc.m 4.3.4.5 Fx.m 4.3.4.5 Scalepop.m 4.3.4.6 Generate.m 4.3.4.7 Reproduction.m 4.3.4.8 Random03.m 4.3.4.9 Random04.m 4.3.4.10 Mutation.m 4.3.4.11 Crossover.m 4.3.4.12 Creat_ybus.m 4.3.4.13 Flip.m 4.3.4.14 Setour.m 4.3.4.15 Vekhung.m 101 101 102 102 102 103 103 103 104 107 107 108 110 110 114 115 116 116 117 117 118 118 118 119 120 121 126 127 128 129 129 129 129 130 130 131 131 132 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải text(112.5,76,'-160') %Bus 12 text(94,77,'\downarrow') text(91,83,'-190') %Bus 13 text(84,66,'\downarrow') text(81,72,'-110') %Bus 14 text(98,11,'\leftarrow') text(103,10,'508','color','red') %Bus 15 text(58,11,'\rightarrow') text(50,10,'-200') %Bus 16 text(29,106,'\downarrow') text(27,112,'363','color','red') %Bus 17 text(3,101,'\rightarrow') text(1,104,'-400') %Bus 18 text(3,71,'\rightarrow') text(1,66,'142','color','red') 4.3.4.17 Line1018.m function line1018(struc1018,power1018) %line 21 if struc1018(1,21) ~= '0' %line 21 text(1,54,num2str(round(abs(power1018)))); line([10 10],[40 70],'color','red','linewidth',1) pos1018 = '(0)'; pos1018(1,2) = num2str(str2num(struc1018(1,21))); text(12,54,pos1018); if power1018 > text(7,54,'\uparrow'); else text(7,54,'\downarrow'); end 136 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải end 4.3.4.18 Line111.m function line111(struc111,power111) %line 02 if struc111(1,2) ~= '0' %line text(108,90,num2str(round(abs(power111)))); line([100 110],[100 80],'color','red','linewidth',1) pos111 = '(0)'; pos111(1,2) = num2str(struc111(1,2)); text(115,90,pos111); if power111 > text(106,90,'\downarrow'); else text(106,90,'\uparrow'); end end 4.3.4.19 Line12.m function line12(struc12,power12) %line 01 line([85 100],[100 100],'color','black','linewidth',1) text(89,106,num2str(round(abs(power12)))); pos12 = '(0)'; pos12(1,2) = num2str(str2num(struc12(1,1))+1); text(95,106,pos12); if power12 > text(91,103,'\leftarrow'); else text(91,103,'\rightarrow'); end 4.3.4.20 Line1415.m function line1415(struc1415,power1415) %line 25 if struc1415(1,25) ~= '0' %line 25 text(75,4,num2str(round(abs(power1415)))); line([65 95],[10 10],'color','red','linewidth',1) pos1415 = '(0)'; pos1415(1,2) = num2str(str2num(struc1415(1,25))); text(82,4,pos1415); if power1415 > 137 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải text(76,9,'\leftarrow'); else text(76,9,'\rightarrow'); end end 4.3.4.21 Line1617.m function line1617(struc1617,power1617) %line 26 if struc1617(1,26) ~= '0' %line 26 text(16,106,num2str(round(abs(power1617)))); line([10 30],[100 100],'color','red','linewidth',1) pos1617 = '(0)'; pos1617(1,2) = num2str(struc1617(1,26)); text(22,106,pos1617); if power1617 > text(18,103,'\leftarrow'); else text(18,103,'\rightarrow'); end end 4.3.4.22 Line1718.m function line1718(struc1718,power1718) %line 27 if struc1718(1,27) ~= '0' %line 27 text(1,84,num2str(round(abs(power1718)))); line([10 10],[70 100],'color','red','linewidth',1) pos1718 = '(0)'; pos1718(1,2) = num2str(str2num(struc1718(1,27))); text(12,84,pos1718); if power1718 > text(7,84,'\downarrow'); else text(7,84,'\uparrow'); end end 4.3.4.23 Line23.m function line23(struc23,power23) %line 03 line([70 85],[79 100],'color','black','linewidth',1) text(82,88,num2str(round(abs(power23)))); 138 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải pos23 = '(0)'; pos23(1,2) = num2str(str2num(struc23(1,3))+1); text(75,94,pos23); if power23 > text(79,89,'\downarrow'); else text(79,89,'\uparrow'); end 4.3.4.24 Line34.m function line34(struc34,power34) %line 04 line([58 70],[99 79],'color','black','linewidth',1) text(54,89,num2str(round(abs(power34)))); pos34 = '(0)'; pos34(1,2) = num2str(str2num(struc34(1,4))+1); text(66,89,pos34); if power34 > text(60,89,'\uparrow'); else text(60,89,'\downarrow'); end 4.3.4.25 Line37.m function line37(struc37,power37) %line line([70 70],[40 80],'color','black','linewidth',1) text(57,60,num2str(round(abs(power37)))); pos37 = '(0)'; pos37(1,2) = num2str(str2num(struc37(1,5))+1); text(63,60,pos37); if power37 > text(67,60,'\downarrow'); else text(67,60,'\uparrow'); end 4.3.4.26 Line 416.m function line416(struc416,power416) %line if struc416(1,7) ~= '0' %line text(40,106,num2str(round(abs(power416)))); 139 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải line([60 30],[100 100],'color','red','linewidth',1) pos416 = '(0)'; pos416(1,2) = num2str(struc416(1,7)); text(46,106,pos416); if power416 > text(42,103,'\leftarrow'); else text(42,103,'\rightarrow'); end end 4.3.4.27 Line 512.m function line512(struc512,power512) %line 10 if struc512(1,10) ~= '0' %line 10 text(105,63,num2str(round(abs(power512)))); line([111 97],[49 69],'color','red','linewidth',1) pos512 = '(0)'; pos512(1,2) = num2str(struc512(1,10)); text(112,63,pos512); if power512 > text(102,63,'\uparrow'); else text(102,63,'\downarrow'); end end 4.3.4.28 Line 56.m function line56(struc56,power56) %line 08 line([110 95],[50 40],'color','black','linewidth',1) text(103,40,num2str(round(abs(power56)))); pos56 = '(0)'; pos56(1,2) = num2str(str2num(struc56(1,8))+1); text(108,40,pos56); if power56 < text(103,44,'\rightarrow'); else text(103,44,'\leftarrow'); end 140 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải 4.3.4.29 Line 613.m function line613(struc613,power613) %line 12 if struc613(1,12) ~= '0' %line 12 text(75,48,num2str(round(abs(power613)))); line([95 84],[39 59],'color','red','linewidth',1) pos613 = '(0)'; pos613(1,2) = num2str(struc613(1,12)); text(81,48,pos613); if power613 > text(85,48,'\uparrow'); else text(85,48,'\downarrow'); end end 4.3.4.30 Line 614.m function line614(struc614,power614) %line 13 if struc614(1,13) ~= '0' %line 13 text(99,24,num2str(round(abs(power614)))); line([95 95],[10 40],'color','red','linewidth',1) pos614 = '(0)'; pos614(1,2) = num2str(struc614(1,13)); text(106,24,pos614); if power614 > text(96,24,'\downarrow'); else text(96,24,'\uparrow'); end end 4.3.4.31 Line 67.m function line67(struc67,power67) %line 11 line([95 70],[40 40],'color','black','linewidth',1) text(79,33,num2str(round(abs(power67)))); pos67 = '(0)'; pos67(1,2) = num2str(str2num(struc67(1,11))+1); text(85,33,pos67); if power67 > text(80,38,'\leftarrow'); 141 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải else end text(80,38,'\rightarrow'); 4.3.4.32 Line 713.m function line713(struc713,power713) %line 16 if struc713(1,16) ~= '0' %line 16 text(81,48,num2str(round(abs(power713)))); line([72 87],[41 62],'color','red','linewidth',1) pos713 = '(0)'; pos713(1,2) = num2str(struc713(1,16)); text(74,52,pos713); if power713 > text(79,48,'\uparrow'); else text(79,48,'\downarrow'); end end 4.3.4.33 Line 78.m function line78(struc78,power78) %line 14 line([70 50],[40 40],'color','black','linewidth',1) text(56,33,num2str(round(abs(power78)))); pos78 = '(0)'; pos78(1,2) = num2str(str2num(struc78(1,14))+1); text(62,33,pos78); if power78 > text(58,38,'\leftarrow'); else text(58,38,'\rightarrow'); end 4.3.4.34 Line 79.m function line79(struc79,power79) %line 15 if struc79(1,15) ~= '0' %line 15 text(44,50,num2str(round(abs(power79)))); line([31 34],[40 45],'color','red','linewidth',1) line([69 66],[40 45],'color','red','linewidth',1) line([34 66],[45 45],'color','red','linewidth',1) pos79 = '(0)'; 142 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải pos79(1,2) = num2str(struc79(1,15)); text(50,50,pos79); if power79 > text(45,47,'\leftarrow'); else text(45,47,'\rightarrow'); end end 4.3.4.35 Line 89.m function line89(struc89,power89) %line 18 line([30 50],[40 40],'color','black','linewidth',1) text(36,33,num2str(round(abs(power89)))); pos89 = '(0)'; pos89(1,2) = num2str(str2num(struc89(1,18))+1); text(42,33,pos89); if power89 > text(38,38,'\leftarrow'); else text(38,38,'\rightarrow'); end 4.3.4.36 Line 910.m function line910(struc910,power910) %line 19 line([10 30],[40 40],'color','black','linewidth',1) text(16,33,num2str(round(abs(power910)))); pos910 = '(0)'; pos910(1,2) = num2str(str2num(struc910(1,19))+1); text(22,33,pos910); if power910 < text(18,38,'\leftarrow'); else text(18,38,'\rightarrow'); end 4.3.4.37 Line 916.m function line916(struc916,power916) %line 20 if struc916(1,20) ~= '0' %line 20 text(21,70,num2str(round(abs(power916)))); 143 Chương 4: Chương Trình Quy Hoạch Phát Triển Mạng Truyền Tải line([30 30],[40 100],'color','red','linewidth',1) pos916 = '(0)'; pos916(1,2) = num2str(struc916(1,20)); text(32,70,pos916); if power916 > text(27,70,'\uparrow'); else text(27,70,'\downarrow'); end end 144 Chương 5: Kết Luận Và Tổng Kết Đề Tài KẾT LUẬN VÀ TỔNG KẾT ĐỀ TÀI 5.1 KẾT LUẬN • Luận văn áp dụng giải thuật di truyền cho toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải nút có 17 biến điều khiển 61 ràng buộc, mạng truyền tải 18 nút có 27 biến điều khiển 108 ràng buộc Kết đạt cho thấy với khả mạnh mẽ linh hoạt, giải thuật di truyền đảm bảo giải tốt đẹp toán phức tạp • Để có chọn lựa thích hợp phương pháp xác định độ phù hợp, thông số điều khiển, toán tử di truyền hệ số phạt, tác giả luận văn phải thử nghiệm kiểm tra nhiều lần, điều đòi hỏi không thời gian công sức Đây hạn chế giải thuật di truyền • Khi kết hợp giải thuật di truyền truyền thống chiến lược leo đồi, kết đạt khả quan, thời gian đạt lời giải tối ưu giảm xuống, hạn chế tượng tối ưu cục so với sử dụng giải thuật di truyền truyền thống • Tuy nhiên, kích thước quần thể xác suất đột biến có giá trị nhỏ kết hợp dẫn đến lời giải tối ưu cục Điều khắc phục cách tăng kích thước quần thể, tăng giá trị xác suất đột biến tăng đa dạng cho quần thể 145 Chương 5: Kết Luận Và Tổng Kết Đề Tài • Luận văn xây dựng giải thuật chi tiết hàng loạt hàm cần thiết để áp dụng cho toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải • Với việc ứng dụng giải thuật di truyền, tác giả luận văn giải số toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải tương đối phức tạp Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian tri thức tồn vấn đề sau: o Mặc dù có nhiều cố gắng thử nghiệm, nhiên số lượng thông số tùy chọn giải thuật di truyền lớn khó xác định giá trị tối ưu cho toán cụ thể, công việc đòi hỏi nhiều thời gian công sức việc thử nghiệm, thống kê đánh giá kết quả, đồng thời phức tạp việc ảnh hưởng lẫn thông số Do việc đưa nhận xét kết luận mang tính tổng quát việc ứng dụng giải thuật di truyền cho toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải khó khăn o Việc áp dụng giải thuật di truyền cho toán cụ thể chưa xét đến toán tối ưu phức tạp toán quy hoạch động Lý việc tích hợp kiểm tra phân bố công suất phản kháng, ổn định, khả ngắn mạch… khó khăn, đồng thời kiểm tra toán lớn phức tạp hệ thống điện o Chương trình tính quy hoạch mạng truyền tải dừng lại toán trình bày Việc xây dựng thành chương trình hoàn chỉnh có khả giải toán với số nút phần việc dành cho tương lai 5.2 ĐỀ NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHO ĐỀ TÀI • Nghiên cứu cách kỹ lưỡng có hệ thống nguyên lý chất giải thuật di truyền truyền thống, kết hợp giải thuật di truyền thống với phương pháp tối ưu cục khác phương pháp mô thép, phương pháp lập trình bậc hai… để tăng tốc độ hội tụ đến lời giải tối ưu đồng thời cải thiện chất lượng lời giải • Xây dựng thành phần mềm hoàn chỉnh có khả giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải thực với số nút • Thu thập tài liệu liên quan, nghiên cứu xây dựng giải thuật áp dụng giải toán quy hoạch động – quy hoạch phát triển mạng truyền tải 146 Tài Liệu Tham Khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Modern Power System Planning – X.Wang, J.R Mc Donald – London 1994 [2] Intelligent System Applications in Power Engineering – Loi Lei Lai – City University, London, UK [3] Thuật Giải Di Truyền – Cách Giải Tự Nhiên Các Bài Toán Trên Máy Tính – Hoàng Kiếm, Lê Hoàng Thái – Nhà xuất Giáo dục [4] Giải Một Bài Toán Trên Máy Tính Như Thế Nào – Hoàng Kiếm – Nhà xuất Giáo dục [5] Practical Handbook of Genetic Algorithms – Lance Chambers – CRC Press, Boca Raton, New York [6] Linear and Nonlinear Programming – Stephen G.Nash, Ariela Sofer – McGraw Hill [7] Hệ Thống Điện Tập – Quy Hoạch Thiết Kế Hệ Thống Điện – Đặng Ngọc Dinh, Nguyễn Hữu Khái, Trần Bách – Nhà xuất Đại học Trung học Chuyên nghiệp, Hà Nội 1981 [8] Trí Tuệ Nhân Tạo – Lập Trình Tiến Hóa – Cấu Trúc Dữ Liệu + Thuật Giải Di Truyền = Chương Trình Tiến Hóa – TS Nguyễn Đình Thúc – Nhà xuất Giáo dục [9] Luận văn Thạc só “Ứng dụng thuật toán di truyền phân bố công suất tối ưu hệ thống điện” – Phạm Việt Cường – Đại học Bách Khoa 07-2003 [10] Luận văn Thạc só “Tự chỉnh điều khiển mờ dùng giải thuật di truyền” – Nguyễn Minh Luân – Đại học Baùch Khoa 01-2003 [11] Transmission Network Expansion Planning Under an Improved Genetic Algorithm – Edson Luiz da Silva, Hugo Alejandro Gil, and Jorge Mauricio Areiza – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 15, No 3, August 2000 [12] Comparative Studies on Non-Convex Optimization Methods for Transmission Network Expansion Plannning – R.A Gallego, A Monticelli, R Romero – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 13, No 3, August 1998 147 Tài Liệu Tham Khảo [13] Parallel Simulated Annealing Applied to Long Term Transmission Network Expansion Planning – R.A Gallego, A Monticelli, R Romero – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 12, No 1, February 1997 [14] Transmission System Expansion Plannning by Simulated Annealing – R.A Gallego, A Monticelli, R Romero – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 11, No 1, February 1996 [15] Transmission Network Expansion Plannning under A Tabu Search Approach – Edson Luiz da Silva, Jorge Areiza Ortiz, Gerson Couto de Oliveira, and Silvio Binato – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 16, No 1, February 2001 [16] Large Scale Transmission Network Plannning Using Optimization and Heuristic Techniques – G.C Oliveira, A.P.C Costa, S Binato – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 10, No 4, November 1995 [17] Chopin, A Heuristic Model for Long Term Transmission Expansion Planning – Gerado Latorre-Bayona, Ignacio J.Peùrez-Arriaga – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 9, No 4, November 1994 [18] A Zero-One Implicit Enumeration Method for Optimizing Investments in Transmission Expansion Planning – R Romeo, A Monticelli – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 9, No 3, August 1994 [19] A Cooperative Expert System for Transmission Expansion Planning of Electrical Power Systems – R.C.G Teive, E.L Silva, L.G.S Fonseca – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 [20] A Hierarchical Decomposition Approach for Transmission Network Expansion Planning – R Romeo, A Monticelli – IEEE Transactions on Power Systems, Vol 9, No 1, February 1994 [21] Nhập Môn Các Phương Pháp Tối Ưu – Lê Dũng Mưu – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [22] Bài Tập Toán Học Cao Cấp – P.E Đankô, A.G Popôp, T.La Côgiepnhicôva – Bản dịch Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp [23] Hệ Thống Điện Truyền Tải Phân Phối – TS Hồ Văn Hiến – Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [24] Power System Analysis – Hadi Saadat – Mc Graw Hill [25] Power System Analysis – John J Grainger, Williaam D Stevenson – Mc Graw Hill 148 Tài Liệu Tham Khảo [26] Tối Ưu Hóa (Quy Hoạch Tuyến Tính Rời Rạc) – Nguyễn Đức Nghóa – Nhà xuất Giáo dục [27] Quy Hoạch Phát Triển Năng Lượng Điện Lực – GS.TS Trần Đình Long – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [28] Quy học toán học – PGS Bùi Minh Trí – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [29] Introduction to Neural Networks – Phil Picton – MacMillan [30] Optimization Toolbox for Use with Matlab – User’s Guide – Version – The Math Works Inc [31] Matlab & Simulink dành cho Kỹ sư Điều khiển Tự động – Nguyễn Phùng Quang – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 149 Lý Lịch Trích Ngang LÝ LỊCH TRÍCH NGANG • Họ tên: NGUYỄN XUÂN VINH • Ngày, tháng, năm sinh: 05 – 05 –1975 • Quá trình đào tạo: o Từ 09 – 1997 đến 09 – 2000: Sinh viên ngành Điện Khí Hóa – Cung Cấp Điện, khoa Điện – Điện Tử, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Thành phố Hồ Chí Minh o Từ 09 – 2002 đến nay: Học viên cao học ngành Hệ Thống Điện, trường Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh • Quá trình công tác: o Từ 09-1997 đến nay: Giảng viên trường Cao đẳng Sư phạm Kỹ thuật Vónh Long ... tải Tìm hiểu nguyên lý phương pháp lập trình ứng dụng giải thuật tiến hóa giải toán tối ưu Xây dựng giải thuật giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền tải sở giải thuật tiến hóa Ứng dụng giải. .. TÀI NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT TIẾN HÓA ÁP DỤNG QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Khảo sát, phân loại mô hình toán học phương pháp giải toán quy hoạch phát triển mạng truyền. .. trúc mạng cải thiện cách sử dụng thông tin đạt từ trình tính toán 11 Chương 1: Quy Hoạch Mạng Truyền Tải Luận văn ? ?Nghiên cứu Giải thuật Tiến hóa Áp dụng Quy hoạch Phát triển Mạng truyền tải? ??