Published

2011-01-01

Using traditional heuristic algorithms on an initial genetic algorithm population applied to the transmission expansion planning problem

Aplicación de algoritmos heurísticos en la construcción de la población inicial de algoritmos genéticos que resuelven el problema de planeamiento de la expansión de la transmisión

DOI:

https://doi.org/10.15446/ing.investig.v31n1.20534

Keywords:

electricity distribution network expansion planning, genetic algorithm, constructive heuristic algorithm, met heuristics, initial population. (en)
planeamiento de redes de transmisión, algoritmos genéticos, algoritmos heurísticos constructivos, metaheurística, población inicial. (es)

Authors

  • Antonio H. Escobar Z. Universidad Tecnológica de Pereira
  • Ramón A. Gallego R. Universidad Tecnológica de Pereira
  • Rubén A. Romero L. DEE-FEIS-UNESP

This paper analyses the impact of choosing good initial populations for genetic algorithms regarding convergence speed and final solution quality. Test problems were taken from complex electricity distribution network expansion planning. Constructive heuristic algorithms were used to generate good initial populations, particularly those used in resolving transmission network expansion planning. The results were compared to those found by a genetic algorithm with random initial populations. The results showed that an efficiently generated initial population led to better solutions being found in less time when applied to low complexity electricity distribution networks and better quality solutions for highly complex networks when compared to a genetic algorithm using random initial populations.

En este artículo se analiza el impacto de seleccionar poblaciones iníciales de buena calidad para ser usadas en algoritmos genéticos, con el propósito de obtener mayor velocidad de convergencia y mejor calidad en las soluciones alcanzadas cuando se resuelve el problema del planeamiento de la expansión a largo plazo de los sistemas de transmisión de energía eléctrica. Los sistemas de prueba que se analizan corresponden a sistemas de alta complejidad, tradicionalmente usados en la literatura especializada. Para generar soluciones iníciales de buena calidad se utilizan algoritmos heurísticos constructivos, particularmente los más utilizados en problemas de planeamiento de la expansión de sistemas de transmisión. Se comparan los resultados obtenidos con los que entregan los algoritmos genéticos que usan poblaciones iniciales aleatorias. Los resultados muestran que una población inicial generada en forma heurística permite obtener soluciones de mejor o igual calidad y con esfuerzos computacionales menores, cuando se resuelven sistemas eléctricos de gran complejidad.

References

Da Silva, E.L., Gil, H.A., Areiza, J.M., Transmission Network Expansion Planning under an Improved Genetic Algorithm., IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 15, No. 4, November, 2000, pp 1168-1175.

Escobar, A. H., Planeamiento Dinámico de la Expansión de Sistemas de Transmisión Usando Algoritmos Combinatoriales., Universidad Tecnológica de Pereira, tesis de Maestría, 2002.

Escobar, A. H., Gallego, R. A., Romero, R., Multistage and Coordinated Planning of the Expansion of Transmission Systems., IEEE Transactions on Power Systems vol. 9, no. 2, pp. 1565-1573, November 2004.

Escobar, A., Romero, R., Gallego, R. A., Modelos Usados en el Planeamiento de la expansión a Largo Plazo de Sistemas de Transmisión de Energía Eléctrica., Taller de publicaciones Universidad Tecnológica de Pereira, 2010, pp. 22-76.

Gallego, R.A., Monticelli, A., Romero, R., Transmission System Expansion Planning by Extended Genetic Algorithm., IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, Vol. 145(3), May, 1998a, pp.329-335

Gallego, R.A., Monticelli, A., Romero, R., Comparative Studies of Non-Convex Optimization Methods for Transmission Network Expansion Planning., IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 13, No. 3, August, 1998b, pp.822-828.

Gallego, R.A., Monticelli, A., Romero, R., Tabu Search Algorithm for Network Synthesis., IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 15, No. 2, May, 2000, pp. 490-495.

Gallego, R. A., Escobar, A., Romero, R., Optimización en Sistemas Eléctricos I - Programación Lineal., Taller de publicaciones Universidad Tecnológica de Pereira, 2003, pp. 77-218.

Gallego, R. A., Escobar, A., Romero, R., Programación Lineal Entera., Taller de publicaciones Universidad Tecnológica de Pereira, 2007, pp. 87-191.

Garver, L.L., Transmission Network Estimation Using Linear Programming., IEEE Trans. Power App. Syst., Vol. PAS-89, September-October, 1970, pp. 1688-1697.

Glover, F., Kochenberger, G.A., Handbook of Metaheuristics, Kluwer Academic Publishers., Boston/Dordrecht/London, 2002, pp. 37-184.

Goldberg, D.E., Genetics Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison Wesley, Reading, Massachusetts, 1989.

Haffner, S., Monticelli, A., Garcia, A., Romero, R., Specialized Branch and Bound Algorithm for Transmission Network Expansion Planning., IEE Proceedings -Generation, Transmission and Distribution, Vol. 148(5), September 2001, pp. 482 -488.

Hansen, P., Mladenovic, N., A Tutorial on Variable Neighborhood Search., Les Cathiers du GERAD, G-2003-46, July 2003.

Latorre, G., Cruz, R.D., Areiza, J.M., Villegas, A., Classification of Publications and Models on Transmission Expansion Planning., IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 18, No. 2, May 2003, pp 938-946

Lee, C.W., Ng, S.K.K., Zhong, J., Wu, F.F., Transmission Expansion Planning from Past to Future., Power Systems Conference and Exposition, Oct. 29 2006-Nov. 1, PSCE ´06. IEEE PES, Atlanta, GA, USA, 2006, pp. 257 - 265

Maaranen, H., Miettinen, K., Penttinen, A., On Initial Populations of a Genetic Algorithm for Continuos Optimization Problems., Journal of Global Optimization, 37, 2007, pp 405- 436.

Monticelli, A., Santos, Jr. A., Pereira, M.V.F., Cunha, S.H., Parker, B.J., Praga, J.C.G., Interactive Transmission Network Planning Using a Least-Effort Criterion., IEEE Trans. Power App. Systems, Vol. PAS-101, No. 10, 0ctober, 1982, pp. 3919-3925.

Pereira, M.V.F., Pinto, L.M.V.G., Application of Sensitivity Analysis of Load Supplying Capability to Interactive Transmission Expansion Planning., IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems, Vol. PAS-104, No. 2, February, 1985, pp. 381 -389.

Romero, R., Monticelli, A., Garcia, A., Haffner, S., Test Systems and Mathematical Models for Transmission Network Expansion Planning., IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, Vol. 149(1), 2002, pp. 27-36.

Romero, R., Rider, M.J., Silva, I., A Metaheuristic to Solve the Transmission Expansion Planning., IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 4, November, 2007, pp. 2289- 2291.

Villasana, R., Garver, L.L., Salon, S.J., Transmission Network Planning Using Linear Programming., IEEE Trans. Power App. Systems, Vol. PAS-104, No. 2, February 1985, pp. 349-356.

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

869

Downloads

Download data is not yet available.

How to Cite

Using traditional heuristic algorithms on an initial genetic algorithm population applied to the transmission expansion planning problem. (2011). Ingeniería E Investigación, 31(1), 127-143. https://doi.org/10.15446/ing.investig.v31n1.20534