1.一种基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配方法,其特征在于,所述分配方法包括:根据预测风速确定风电组出力;
确定发电机组的运行参数;
基于所述风电组出力和所述发电机组的运行参数确定风电、火电机组组合的目标函数和约束条件,构建数学模型;
所述数学模型为:
其中,FMG是考虑风电出力后的机组组合的总运行成本,Ci为第i台发电机的运行成本函数,Ei为污染物排放成本,T为调度周期,N为微电网中发电机组, 为机组的维护成本,Ci(Pi,t)为发电机组出力成本模型,Ei(Pi,t)为污染物排放成本 等式约束为 表示各个时刻的功率都要与该时刻的负荷相平衡,不等式约束为Pi,min≤Pi,t≤Pi,max,Pi,min,Pi,max为第i台发电机组的处理上下限;
采用改进的鲸鱼算法求解所述数学模型,得到机组组合出力分配方案,具体包括:S1:设置算法参数:种群规模N,优化问题维数D,惯性系数k,螺旋更新系数λ,w,设置最大迭代次数Max_iter,并计当前迭代次数为iter=1;
S2:采用立方混沌映射对种群进行初始化,在搜索空间中随机生成一个[‑1,1]个体;
S3:将生成的混沌变量按以下公式进行D‑1次迭代生成混沌序列x(t)=(x1,x2,…,xn),其中x(t)∈[‑1,1];
3
x(n+1)=4x(n) ‑3x(n)
‑1≤x(n)≤1,n=1,2,3…
其中,x1,x2,…,xn表示n维空间中的坐标;
S4:所有鲸鱼个体都迭代完成后,按照以下公式映射到原搜索空间;
其中,Xd表示映射到解空间的混沌变量,ud表示解空间上界,ld表示解空间下界,xd表示混沌序列;
S5:根据以下公式计算反向解,并计算反向解与原始解的适应度值,并比较大小;
其中, 表示精英反向解,rand表示一般化系数,li表示第i个下界,ui表示第i个上界,xid表示原始解;
S6:如果反向解的适应度值小于原始解则更新种群,否则保持种群不变;
S7:根据以下公式更新ω,a,A,C,b
A=2ar‑a
C=2r
ω表示自适应惯性权重,a表示收敛因子,A和C系数向量,b表示螺旋形状参数,ainitial表示收敛因子a的初始值,afinal表示收敛因子a的最终值,r表示[0,1]之间的随机数,λ表示螺旋更新系数;
S8:根据步骤S4‑S7更新参数进一步更新鲸鱼的位置,生成随机概率数p,如果p<0.5且*|A|≤1,则根据公式X(t+1)=ω·X(t)‑A·D执行收缩捕食策略,其中,X(t+1)表示更新后*的鲸鱼位置,ω表示自适应惯性权重,X(t)表示当前最优鲸鱼位置向量,A表示系数向量,Dbl表示个体与最优鲸鱼之间的距离,如果p<0.5且|A|≥1则根据公式X(t+1)=ω·D'·e ·*cos(2πl)+X (t)执行搜索觅食策略,其中D'表示鲸鱼与猎物之间的距离,如果p>0.5则根据公式X(t+1)=ω·X(t)rand‑A·D执行变螺旋搜索策略,其中,X(t)rand表示随机生成的鲸鱼位置向量;
S9:判断iter是否达到Max_iter,如果达到则算法结束,否则令iter=iter+1,返回步骤S4‑S5继续迭代。
2.根据权利要求1所述的基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配方法,其特征在于,所述根据预测风速确定风电组出力具体采用以下公式:w
其中,Pt表示风电机组在t时刻的出力,vci、vco、vN分别表示切入风速、切出风速、额定风速;PN表示额定功率。
3.根据权利要求1所述的基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配方法,其特征在于,所述发电机组的运行参数包括:第i台发电机组的运行成本系数ai,bi,ci、排放污染气体的种类数M、发电机组i功率为Pi,t时不同污染物的排放量和处理每kg污染物费用mk、ωk、第i台机组的运行维护费用 以及风电机组的设备维护成本
4.一种基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配系统,其特征在于,所述系统包括:风电组出力确定模块,用于根据预测风速确定风电组出力;
发电机组的运行参数确定模块,用于确定发电机组的运行参数;
数学模型构建模块,用于基于所述风电组出力和所述发电机组的运行参数确定风电、火电机组组合的目标函数和约束条件,构建数学模型;所述数学模型为:其中,FMG是考虑风电出力后的机组组合的总运行成本,Ci为第i台发电机的运行成本函数,Ei为污染物排放成本,T为调度周期,N为微电网中发电机组, 为机组的维护成本Ci(Pi,t)为发电机组出力成本模型Ei(Pi,t)为污染物排放成本 等式约束为 表示各个时刻的功率都要与该时刻的负荷相平衡,不等式约束为Pi,min≤Pi,t≤Pi,max,Pi,min,Pi,max为第i台发电机组的处理上下限;
机组组合出力分配方案确定模块,用于采用改进的鲸鱼算法求解所述数学模型,得到机组组合出力分配方案;所述机组组合出力分配方案确定模块具体包括:算法参数设置单元,用于设置算法参数:种群规模N,优化问题维数D,惯性系数k,螺旋更新系数λ,w,设置最大迭代次数Max_iter,并计当前迭代次数为iter=1;
初始化单元,用于采用立方混沌映射对种群进行初始化,在搜索空间中随机生成一个[‑1,1]个体;
混沌序列生成单元,用于将生成的混沌变量按以下公式进行D‑1次迭代生成混沌序列x(t)=(x1,x2,…,xn),其中x(t)∈[‑1,1];
3
x(n+1)=4x(n) ‑3x(n)
‑1≤x(n)≤1,n=1,2,3…
其中,x1,x2,…,xn表示n维空间中的坐标,原搜索空间映射单元,用于当所有鲸鱼个体都迭代完成后,按照以下公式映射到原搜索空间;
其中,Xd表示映射到解空间的混沌变量,ud表示解空间上界,ld表示解空间下界,xd表示混沌序列。
反向解计算单元,用于根据以下公式计算反向解,并计算反向解与原始解的适应度值,并比较大小;
其中, 表示精英反向解,rand表示一般化系数,li表示第i个下界,ui表示第i个上界,xid表示原始解,比较单元,用于当反向解的适应度值小于原始解则更新种群,否则保持种群不变;
更新单元,用于根据以下公式更新ω,a,A,C,bA=2ar‑a
C=2r
ω表示自适应惯性权重a表示收敛因子,A和C系数向量,b表示螺旋形状参数,ainitial表示收敛因子a的初始值,afinal表示收敛因子a的最终值,r表示[0,1]之间的随机数,λ表示螺旋更新系数;
鲸鱼位置更新单元,用于根据原搜索空间映射单元‑更新单元更新参数进一步更新鲸*鱼的位置,生成随机概率数p,如果p<0.5且|A|≤1,则根据公式X(t+1)=ω·X (t)‑A·D*执行收缩捕食策略,其中,X(t+1)表示更新后的鲸鱼位置,ω表示自适应惯性权重,X (t)表示当前最优鲸鱼位置向量,A表示系数向量,D表示个体与最优鲸鱼之间的距离,如果p<0.5bl *且|A|≥1则根据公式X(t+1)=ω·D'·e ·cos(2πl)+X(t)执行搜索觅食策略,其中D'表示鲸鱼与猎物之间的距离,如果p>0.5则根据公式X(t+1)=ω·X(t)rand‑A·D执行变螺旋搜索策略,其中,X(t)rand表示随机生成的鲸鱼位置向量;
判断单元,用于判断iter是否达到Max_iter,如果达到则算法结束,否则令iter=iter+1,返回原搜索空间映射单元‑比较单元继续迭代。
5.根据权利要求4所述的基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配系统,其特征在于,风电组出力确定模块具体采用以下公式:w
其中,Pt表示风电机组在t时刻的出力,vci、vco、vN分别表示切入风速、切出风速、额定风速;PN表示额定功率。
6.根据权利要求4所述的基于改进的鲸鱼算法的机组组合出力分配系统,其特征在于,所述发电机组的运行参数包括:第i台发电机组的运行成本系数ai,bi,ci、排放污染气体的种类数M、发电机组i功率为Pit时不同污染物的排放量和处理每kg污染物费用mk、ωk、第i台机组的运行维护费用 以及风电机组的设备维护成本