1.一种基于变色龙算法的自适应多状态储能设备,其特征在于,包括健康锂电池组(1)、废旧锂电池组(2)、氢燃料电池组(3)、N个三联单控开关(4)、超级电容器(5)、DC/DC变换器(6)、储氢罐(7)、负载端(8)、电解槽(9)、变色龙算法调控器(10)、Atmel‑VCR主控芯片(11)、氢气用户端(12);
所述健康锂电池组(1)、废旧锂电池组(2)、氢燃料电池组(3)与超级电容模块(6)依次与DC/DC变换器(6)串联后并联,并联的输出端与所述Atmel‑VCR主控芯片(11)输入端连接;
所述健康锂电池组(1)、废旧锂电池组(2)、氢燃料电池组(3)内部均包括N个电池,三种电池组中的一个健康锂电池、一个废旧锂电池、一个氢燃料电池以并联的方式连接,且由一个三联单控开关(4)连接控制,N个所述三联单控开关分别与Atmel‑VCR主控芯片(11)的信号输出端连接,用于控制电池的接入与断开;所述Atmel‑VCR主控芯片(11)的电能输出端与所述负载端(8)、电解槽(9)连接,所述电解槽(9)输出端与氢气用户端(12)、储氢罐(7)连接;所述储氢罐(7)输出端与所述氢燃料电池组(3)连接;
根据负载端(8)的所需电量以及氢气用户端(12)所需要的氢气使用情况,通过变色龙算法调控器(10)经过计算得到电池组的最优解,然后变色龙算法调控器(10)将得到的最优解指令发送给Atmel‑VCR主控芯片(11),Atmel‑VCR主控芯片(11)对N个三联单控开关(4)进行控制,利用三联单控开关(4)进而调控健康、废旧、氢燃料电池组电池数量,进而将输出电压分配给氢气用户端(12)和负载端(8);
所述变色龙算法调控器(10)中设置有如下调控方法:
步骤1:初始化,初始化每个变色龙种群对应的功率;每个变色龙种群都有一组目标函数对应值;
步骤2:计算每个种群的适应度,即目标函数,目标函数为设备的最优功率值,计算公式如下:设备总功率=n1*单个健康电池功率+n2*单个废旧电池功率+n3*单个氢燃料电池功率+超级电容总功率+损失功率;
步骤3:根据变色龙当前、下一步位置以及迄今为止做好的功率位置,和控制勘探能力得出变色龙的搜索猎物的表达式如下:式中, 为变色龙i在维度j中当前、下一步的位置;G为当前最优个体位置;P为变色龙i迄今为止的最好位置;p1、p2是控制勘探能力的两个参数;r1、r2、r3均为[0,1]内的随机j j数,ri是[0,1]内的随机数;Pp=0.1表示变色龙感知猎物的概率;u、l分别表示第j维的上、下限;猎物指的就是不断更新的最优目标函数值,即最优功率值,变色龙种群不断的寻优朝着猎物靠近,当捕捉到猎物时就是最优的目标功率值;
步骤4:变色龙有能力识别猎物的位置利用眼睛的旋转特征,这提供它们有能力在360度外发现猎物,在变色龙抓捕猎物的过程中,眼睛旋转追踪猎物的表达式为:式中,为变色龙在位置旋转前的各维度平均位置,yt+1为旋转后的坐标,yr为旋转中心坐标;
步骤5:变色龙的舌头是它身体长度的两倍,这个机制帮助变色龙通过有效地捕获猎物来利用搜索空间,当变色龙锁定猎物并发射舌头捕捉猎物时,舌头落向猎物时的速度表达式为:式中,c1=c2=1.75控制着G、P对弹舌速度的影响,舌头表示的是变色龙移动的路径方式;
步骤6:当变色龙舌头的位置投射到猎物时,暗含地代表了变色龙,则可根据以下表达式来计算变色龙的运动:式中,a为弹舌的加速度:
步骤7:判断是否到底最大迭代次数,如果是到步骤8,如果不是,返回步骤3;
步骤8:输出适合设备的最优功率策略。