利索能及
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专利号: 2024105407431
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可再生能源系统的能量管理与优化调度方法,其特征在于:包括以下步骤:S1,采集可再生能源制氢系统各模块的数据,检测各模块是否能够正常运行,有故障则停止运行,无故障进行步骤S2;

所述可再生能源系统包括光伏模块、风电模块、电网模块、锂电池和超级电容模块、电解槽模块和压缩储氢模块,S2,设定多目标函数和约束;

S3,通过多目标改进萤火虫算法得到不同条件下能源调度与协同优化最优方案;

具体步骤如下:

S31,定义多目标问题:

其中,xi表示设计或控制变量向量;Fm(x)表示要优化的目标函数,优化问题受到一组不等式和等式约束,分别用Gj(x)和Hk(x)表示;设计变量或控制变量以下界和上界为界,分别用L和U表示;完成步骤S31,后进入步骤S32,进行算法初始化;

S32,初始化种群,设定萤火虫种群为N,每个萤火虫位置xi在决策变量空间中随机生成,这些位置代表了不同的解决方案;

S33,对于每个萤火虫i,计算目标函数的解,亮度Ii与目标函数值有关,反映了某个解在目标函数上的表现,在多目标优化中,亮度通过非支配排序得到;

S34,位置更新,在这个过程中,每只萤火虫根据周围其他萤火虫的表现进行位置的移动或调整,以找到更优的解:其中, 是当前萤火虫在时间t+1的位置; 是当前萤火虫在时间t的位置; 是亮度更高的萤火虫在时间t的位置;β0是吸引力的基础值,控制萤火虫向亮度更高的个体移动的意愿大小;γ是光吸收系数,影响亮度随距离的衰减速度,是萤火虫之间的欧氏距离;α是步长参数,控制随机移动的幅度;rand是一个在[0,1]内均匀分布的随机数,用于引入随机性,增加搜索解的多样性;

S4,对各模块功率进行监测,根据输入总功率与负载功率的关系确定系统处在哪种场景下,从而选择不同的优化调度目标,通过超级电容和锂电池组成的储能模块充放电来平衡不同场景下的能源转换。

2.根据权利要求1所述的一种可再生能源系统的能量管理与优化调度方法,其特征在于:在S33中,具体步骤包括:

1)每个解都被分配一个层级,层级1为当前种群中所有非支配解,层级2为删除层级1后剩余解中的非支配解,依此类推,每个萤火虫对于两个目标的非支配排序层级为ranki;

2)拥挤距离是衡量解在其层级中的分布密度的指标,使用拥挤距离distancei来保持解的多样性,防止算法只在某一区域聚集;

3)定义亮度Ii为与排序层级相关的函数,亮度设置为

3.根据权利要求1所述的一种可再生能源系统的能量管理与优化调度方法,其特征在于:在S34中,具体包括:

1)迭代和收敛:重复进行亮度评估和位置更新过程,直到满足终止条件,即达到最大迭代次数或解的改进低于某一阈值;

2)获取非支配解和pareto最优:在多目标优化中,采用非支配排序来评估解的优劣;一个解如果在所有目标上都不被任何其他解同时超越,则被认为是非支配解;pareto最优解集是由这些非支配解组成的,表示在目标函数间权衡的最佳解决方案;根据决策者的考虑的权重,在pareto最优解集中选择最优解。