利索能及
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专利号: 2022113527722
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能风光互补发电系统的功率调节方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:获取历史发电数据及其影响参数,建立针对短期风光预测的RBF神经网络预测模型,所述RBF神经网络预测模型确定输入层8个节点,x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8分别对应太阳辐射量、倾斜角度、组件遮挡、风向量、风密度,气压,湿度,机组状态;确定输出层1个节点为预测发电量;

步骤2:建立分布式能源的模型与废旧电池充放电模型,所述废旧电池充放电模型为:VT=Em‑IbattRint

Vout=NsVT

其中,VT是单个模组电压,Em是开路电压,Ibatt电池电流,Rint电池内阻,Iin电池包电流,Np并联电池节数,Vout电池包电压,Ns串联电池节数,SOC是电池荷电状态,Capbatt电池容量;

步骤3:利用野马搜索算法优化所述RBF神经网络预测模型,所述RBF神经网络预测模型的权重w、基函数的中心c、高斯核宽度σ为影响RBF神经网络预测模型精度的量;

步骤4:根据步骤3优化后的模型进行短期风光预测,得出风光预测结果;

步骤5:根据步骤4的风光预测结果,得到风光短期内的发电量趋势与功率预测,对分布式能源系统输出功率进行智能调控,对废旧电池组电池参数以及风光预测数据进行实时监测,当预测到短期内发电趋势升高时,分布式能源系统开始对废旧电池组进行充电消纳电网多出的功率;当预测到短期内发电趋势升高降低时,废旧电池组开始放电,平衡电网的功率。

2.根据权利要求1所述的智能风光互补发电系统的功率调节方法,其特征在于,所述步骤1中RBF神经网络预测模型建模分成以下步骤:步骤1.1:确定输入层8个节点,x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8分别对应太阳辐射量、倾斜角度、组件遮挡、风向量、风密度,气压,湿度,机组状态;确定输出层1个节点,其中f(x)为预测发电量;RBF神经网络预测模型公式如下:其中,q为隐层神经元个数,wj是第j个隐层神经元所对应的权重,cj是第j个隐层神经元所对应的中心, 为径向基函数,ci是第i个神经元的中心点,σ为高斯核的宽度,||xi‑ci||为样本点xi到中心点ci的欧式距离, 为所有输入参数第j个隐层神经元所对应的中心对应位置的径向基函数;

步骤1.2:根据步骤1.1,建立风光预测模型均方误差,公式如下:当E最小时,预测模型结果最优;其中,ei为输入第i个样本时候的误差,f(x)为预测发电量,y为实际发电量;

步骤1.3:建立输出层的神经元线性权重公式为:

其中,η为学习效率,E为均方误差, 为径向基函数,w为隐层总权重;

步骤1.4:建立隐层神经元中心点公式为:

步骤1.5:建立隐层的高斯核宽度公式如下:

3.根据权利要求1所述的智能风光互补发电系统的功率调节方法,其特征在于,所述步骤2中分布式能源的模型与废旧电池充放电模型建模分为以下步骤:步骤2.1:建立光伏电池模型,公式如下:

其中,ISC是短路电流,Voc是开路电压,Im是最大功率点处的输出电流,Vm是最大功率点处的输出电压;

步骤2.2:建立风机电池模型,公式如下:

其中,Pm是涡轮机的机械输出功率,ρ是空气密度,R是桨叶半径,Cp是涡轮机的性能系数,β叶片俯仰角℃,V是风速,λ转子叶片的尖端速度与风速之比;

步骤2.3:建立废旧电池模型。

4.根据权利要求2所述的智能风光互补发电系统的功率调节方法,其特征在于,所述步骤3中利用野马搜索算法优化RBF神经网络模型的具体步骤为:步骤3.1:初始化参数,输入影响预测模型精度的量:权重w、基函数的中心c、高斯核宽度σ;

步骤3.2:初始化种群:将种群数量设置为N,分组数目设置为G,最大迭代次数为Maxiter;

步骤3.3:创建组并随机选出领导者,找到所有成员进行适应度,迭代公式如下:其中,iter是当前迭代次数,Maxiter是算法最大迭代次数,TDR随着计算的随着迭代次数增加从1逐渐减小至0的自适应参数;

步骤3.4:马群的自适应机制Z公式如下:

其中,P是由0和1组成的向量, 是[0,1]内随机数,IDX是满足条件(P==0)的向量的索引值;

步骤3.5:若随机数小于交叉百分比,继续运行;否则,转至步骤3.3;平均型交叉算子公式如下:Crossover=Mean

其中, 表示组k中个体p离群后再次进入组k的个体位置, 表示组i中个体q离群后再次进入组i的个体位置, 表示组j中个体z离群后再次进入组j的个体位置;

领导者是放牧区的中心,群成员围绕着中心放牧搜索,搜索公式如下:j

其中, 是组内成员的当前位置,Stallion  是领导者的位置,Z是自适应结构,R是[‑

2,2]范围的均匀随机数, 放牧时组成员的新位置;

步骤3.7:领导者主要带领成员前往更合适的栖息地,如果当前组占主导地位,那么就使用这个地区;如果另一个小组占主导地位,他们必须离开该地,位置更新公式如下:其中, 是组i领导者的下一个位置,WH是水坑栖息地的位置, 是组i领导者的当前位置;

步骤3.8:在算法的后期阶段,根据适应度选择领导者;如果其中一名组员的适应度优于组长,则组长和相应组员的位置进行更改,公式如下:步骤3.9:如果达到终止标准,则转至步骤3.10;否则,转至步骤3.3;

步骤3.10:输出得到的最优解。