一种提高风电可调度性的风储联合系统调度方法及装置的制造方法_3

文档序号:9473540阅读:来源:国知局
减少和增加引起的上调、下调旋转备用; Pwju, t、Pwjd, t由预测误差比例系数ER与P wy, t相乘得到,ER取10% 〇
[0134] 实际应用时,上述变量的具体取值范围根据实际应用中的需要进行设定,本发明 实施例对此不做限制。
[0135] 203 :采用改进的细菌觅食算法对调度模型进行求解。
[0136] 其中,细菌觅食算法(Bacterial Foraging Algorithm,BFA)因具有群体智能算法 的并行搜索、易跳出局部极小值等优点已被成功应用于解决电力系统的优化问题,但其搜 索速度相对较慢;利用粒子群算法(Particle Swarm 0ptimization,PS0)实现简单,收敛速 度快且搜索精度高的优点对细菌觅食算法进行改进,进而有效平衡局部和全局搜索,提高 改进的细菌觅食算法的搜索速度和收敛精度。
[0137] 其中,改进的细菌觅食算法计算过程如下:
[0138] 算法中,空间矢量P = [P1, P2, P3,……PJ代表一个细菌状态,J(P)函数为细菌 的适应度,即模型的目标函数。该算法的搜索过程可分为趋化、复制和驱散三步。
[0139] 1、趋化过程:在细菌生命周期内,细菌向营养富集区域移动,移动分为前进和翻转 两步。在细菌翻转向某一方向后,以特定步长沿该方向前进,若适应度值得到改善,则继续 前进;若适应度值恶化,则进行翻转动作,当趋化步数到达限值,则停止趋化。
[0140] 趋化行为可表示为:
[0142] 其中:Pm(n,k,s)为第s次驱散、第k次复制、第η次趋化过程中第m个细菌的空间 位置矢量;Pm(n+1, k, s)为第s次驱散、第k次复制、第n+1次趋化过程中第m个细菌的空 间位置矢量;C(m)为细菌m向某一方向移动的长度向量;△ (m)为细菌m的单位方向向量; A (m) e (-1, I) ; AT(m)为 Δ (m)的转置。
[0143] 2、复制过程:趋化过程结束后,计算种群内所有细菌适应度值,并进行排序,以某 一健康度为界,对于适应度较好的细菌进行复制,替代适应度值恶劣的细菌。复制过程的健 康度值可表示为:
[0145] 其中:Nc为趋化最大步数,Jmhealth为第i个细菌的健康度J(m,n,k,s)为第s次驱 散、第k次复制、第η次趋化过程中第m个细菌的适应度值。
[0146] 计算中,将总细菌中适应度较差的一半细菌淘汰,剩余适应度较好的细菌以一分 为二的方式繁殖,以保持种群规模不变。
[0147] 3、驱散过程:易陷入局部最优是部分优化算法存在的问题,BFA算法引入驱散过 程,以预先设定的某一概率Ped选取部分细菌驱散到矢量空间其他位置,以保证算法的全局 搜索能力,避免陷入局部最优,提高搜索精度,但此过程势必会减缓算法的搜索速度。
[0148] 算法改进如下:
[0149] 针对BFA算法搜索速度慢的缺点,利用PSO算法实现简单,收敛速度快且搜索精度 高的优点对BFA算法进行改进,有效平衡局部和全局搜索,提高算法的搜索速度和收敛精 度。
[0150] 在BFA算法趋化过程中根据PSO算法中全局最优点gbest和局部最优点pbest动 态修改前进步长,在距离最终的最优点较远时,前进步长较大,从而提高搜索速度;当距离 最终的最优点距离较近时,前进步长较小,从而提高收敛精度,具体按下式进行修改:
[0151] C(m) = w*C (m)+C1^rand1* (pbest-Pm)+C2^rand2* (gbest-Pm)
[0152] 其中:w、Cp C2为权重系数,w取0· 9, C丨、(:2分别取I. 2和0· 5 ;rand丨和rand 2为0 到 1之间的随机数;Pm为第m个细菌的空间位置矢量。
[0153] 实际应用时,上述变量的具体取值范围根据实际应用中的需要进行设定,本发明 实施例对此不做限制。
[0154] 综上所述,本发明实施例通过上述步骤201-步骤203在传统火电机组经济成本和 环保效益的基础上,在模型中引入风电欠调度补偿成本、备用容量补偿成本和蓄电池储能 能量损失成本,以表征风储联合系统对系统经济性的影响,计及机组出力约束、爬坡约束、 旋转备用约束等约束条件,建立了提高风电可调度性的风储联合系统调度模型,并采用改 进的细菌觅食算法对调度模型进行求解,输出最优解,该方法适用于风储联合系统的协调 调度。
[0155] 实施例3
[0156] 下面结合具体的流程图2对实施例1、2中的方案进行详细的描述:
[0157] 301 :数据初始化,并计算当前周期风储可用调度出力;
[0158] 其中,该数据初始化的步骤具体包括:读取趋化、复制、驱散的次数上限值等、当前 周期的负荷值、风电预测出力值、蓄电池当前存储的电量、各机组出力上下限、以及爬坡约 束等电力系统参数,通过上述参数来初始化细菌状态。
[0159] 综合当前蓄电池电量状态和本时段的风电预测出力,计算本时段的风储联合系统 的可用调度出力。
[0160] 302 :对初始化的细菌状态按照调度模型求取其对应的目标函数值,即细菌适应度 值(即将调度模型中的目标函数值作为细菌觅食算法中的细菌适应度值),并判断细菌状 态是否满足所有约束条件(即实施例2中步骤202中的约束条件),如果是,执行步骤303 ; 如果否,则将该细菌附加一惩罚值,然后执行步骤303 ;
[0161] 通过该步骤302将风储联合系统与细菌觅食算法结合起来。当不满足任一约束条 件时,就将细菌附加一惩罚值。其中,惩罚值为优化算法领域中公知的技术术语,本发明实 施例对此不做赘述。
[0162] 303 :趋化细菌,完成前进、翻转动作;
[0163] 其中,细菌进行趋化过程,按照预先设定的参数完成前进和翻转动作,该步骤为本 领域技术人员所公知,本发明实施例对此不做限制。
[0164] 304 :在趋化过程中,计算细菌的适应度值,寻找局部最优点pbest和全局最优点 gbest,以此动态调整前进步长;判断细菌是否满足所有约束条件(即实施例2中步骤202 中的约束条件),如果是,执行步骤305 ;如果否,则将该细菌附加一惩罚值,之后执行步骤 305 ;
[0165] 通过该步骤可以提高搜索速度和精度,向适应度值更好的方向移动。寻找局部最 优点pbest和全局最优点gbest,以此动态调整前进步长。
[0166] 其中,步骤302和步骤304中的惩罚值根据实际应用中的需要进行人为设定,本发 明实施例对此不作限制。例如可以为任意满足约束条件的细菌适应度值的10倍。
[0167] 305 :判断趋化步数是否达到趋化步数上限值,如果是,趋化过程完成,执行步骤 306 ;如果否,趋化过程尚未完成,执行步骤303 ;
[0168] 306 :半数不良细菌死亡,复制优良细菌;判断复制次数是否达到复制次数上限 值,如果是,复制过程完成,执行步骤307 ;如果否,复制过程尚未完成,执行步骤303 ;
[0169] 307 :驱散部分细菌,按照预先设定的概率Ped选取部分细菌进行驱散;
[0170] 通过该步骤可以保证算法不陷入局部最优,概率Ped的取值根据实际应用中的需 要进行设定,本发明实施例对此不作限制。
[0171] 308:判断驱散次数是否达到驱散次数上限值,如果是,驱散过程完成,执行步骤 309 ;如果否,驱散过程尚未完成,执行步骤303 ;
[0172] 其中,上述的趋化步数上限值、复制次数上限值和驱散次数上限值根据实际应用 中的需要进行设定,本发明实施例对此不做限制。
[0173] 309 :当最优解不满足任一约束条件,则执行步骤301 ;若满足全部约束条件,执行 步骤310 ;
[0174] 即,当不满足约束条件中的任一条件时,需要重新开始计算过程,直至得到满足全 部约束条件的最优解。
[0175] 310 :记录结果,输出最优解。
[0176] 若最优解满足全部约束条件,则将各机组最优调度出力、电池充放电功率等本周 期数
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