[发明专利]一种新能源混合系统控制参数的优选方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，更具体地，涉及一种新能源混合系统控制参数的优选方法，用于在新能源混合系统中对比例积分微分(ProportionIntegrationDifferentiation，PID)控制参数进行优选。

背景技术

随着能源需求的提升和全球变暖因素的影响，风能、太阳等新能源的开发利用与并网成为迫切需求。风能和太阳出力波动很大，为平抑新能源的出力波动性，一般增加储能装置和启闭灵活的发电机组，与之构成新能源混合系统，通过调整系统出力，使之响应系统负荷，从而使系统频率快速稳定。

新能源混合系统一般采用PID控制，包括常规PID、分数阶PID和模糊PID等。PID控制器的控制参数选择直接影响新能源混合系统的控制品质。传统的PID控制参数优选方法包括网格搜索(GridSearch,GS)、粒子群优化算法(ParticleSwarmoptimization,PSO)等。由于PSO算法在复杂优化问题求解中存在早熟、陷入局部极小等不足，可能无法获得最优的新能源混合系统控制参数。

发明内容

针对传统方法的不足，本发明提出了一种新能源混合系统控制参数的优选方法，该方法基于新型启发式优化算法，能有效提高新能源混合系统控制品质，提高该混合能源系统稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种新能源混合系统控制参数的优选方法，包括如下步骤：

步骤(1)：建立新能源混合系统的仿真模型，新能源混合系统如图1所示。所述新能源混合系统包括风能发电系统、太阳能热发电系统、水电解槽、燃料电池、飞轮储能系统、电池储能系统、超级电容、柴油发电机和微型电力系统。所述新能源混合系统描述了考虑风能和太阳能随机和间歇性，以及负荷的波动性等因素下，微型电力系统的能量管理和控制原理。风能发电系统和太阳能热发电系统整体出力的一部分通过驱动水电解槽产生氢气，再利用燃料电池将产生的氢气进行发电产生相对稳定的出力后注入微型电力系统，剩下的风能和太阳能出力直接注入微型电力系统；由于风能和太阳能具有随机性，同时系统负荷也有波动性，当系统注入功率和负荷出现偏差后，微型电力系统将产生频率偏移量，PID控制器根据频率偏移量产生调节控制信号，控制飞轮储能系统、电池储能系统、超级电容和柴油发电机工作，迅速消除微型电力系统功率和负荷偏差。常用控制器包括，PID控制器以及分数阶PID控制器、模糊PID控制器等改进型PID控制器。为方便说明，本发明以PID控制器作为新能源混合系统控制器。采用PID控制器的新能源混合系统传递函数图如图1所示。PID控制器中K_P、K_I和K_D分别为比例、积分和微分增益，是需要整定的控制参数；

步骤(2)：建立上述新能源混合系统的控制参数优化目标函数。以频率偏差Δf和控制器输出的控制量u为状态量，目标函数为：

minf(X)=∫0Tmax(w1(Δf)2+w2(u-uss)2)dt]]>