[发明专利]一种基于混合信任区间反射的光伏模型参数辨识方法

权利要求书

1.一种基于混合信任区间反射的光伏模型参数辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、根据光伏阵列的串联和并联太阳能电池片的数量N_s和N_p,选择光伏模型以及模型参数的搜索范围；

步骤S2、采用蜂群智能优化算法对光伏模型参数的进行全局搜索，并获取最优光伏模型参数初始值向量；

步骤S3、采用基于目标函数梯度的信任区间反射法在步骤S2中得到的最优光伏模型参数初始值向量的信任区间内进行进一步的局部搜索；

步骤S4、通过该混合算法以及对三类基问题以及不同实测条件下的I-V特性曲线进行参数提取；

步骤S1中所述光伏模型为单二极管五参数模型和双二极管七参数模型；

步骤S2包括以下步骤：

步骤201、X_i^j＝LB^j+rand(0,1)*(UB^j-LB^j),j＝1,2,…,d；i＝1,2,…N_p初始化种群解X_i，X_i为d维向量，N_p为蜜源个数，d为优化参数的个数；

步骤202、计算种群中各个蜜蜂的适应值；

步骤203、设迭代次数Cycle初始值为1

步骤204、雇佣蜂根据Y_i^j＝X_i^j+Φ_i^j·(X_i^j-X_k^j)，i＝1，2，...，N_p；j＝1，2，...，d产生新的解并计算新的适应值；式中k∈rand{1，2，...，N_p}且k≠i；

步骤205、雇佣蜂根据贪心策略选择蜜源；

步骤206、根据选择蜜源X_i的概率Prob_i，式中FV_i为每个蜜源的适应函数值，其计算公式为：

步骤207、观察蜂根据Prob_i选择蜜源X_i，一种利用精英策略选择更好的蜜源，其计算方法是Y_i^j＝X_i^j+Φ_i^j·(gbest^j-X_k^j)，i＝1，2，...，N_p；j＝1，2，...，d其中gbest是全局最优向量，在该蜜源附近产生新的蜜源Y_i的适应值；

步骤208、观察蜂根据贪心策略选择蜜源；

步骤209、侦察蜂根据蜜源放弃阈值Limit判断是否存在需要放弃的蜜源，若存在则通过X_ij＝X_min,j+rand(0,1)(X_max,j-X_min,j)产生一个新的蜜源替代需要放弃的蜜源，否则直接进入步骤210；

步骤210、记录最优解X₀返回步骤S204，判断迭代次数Cycle是否小于等于算法终止的迭代次数maxIter，若是将当前的迭代次数Cycle增加1并进入步骤204，否则根据适应值对所有解进行排序，并输出最优初始解X₀；

RMSE为均方根误差目标函数，

步骤S3包括以下具体步骤：

步骤S301：在给定的起始点X₀计算目标函数RMSE记作f(x)，SSE在初始点的梯度值g₀以及Jacobian矩阵J₀,其中Jacobian矩阵的计算方法如下：J_v(x_k)＝diag(sgn(g(x_k)))，其中diag(·)和sgn(·)分别是对角矩阵和符号函数，设置循环参数circle＝0，最大目标函数计算值MaxFunEvals,最大迭代数MaxIter；

步骤S302：更新速度向量V_k,计算规则如下：

当和UB_i＜∞时，V_i＝X_i-UB_i；

当和LB_i＞-∞时，V_i＝X_i-LB_i；

当和UB_i＝∞时，V_i=-1；

当和UB_i＝-∞时，V_i＝1；

其中，UB和LB是搜索范围的上界和下界，是目标函数的导数值；

步骤S303:更新对角缩放矩阵D_k，C_k以及海森伯格矩阵H_k，其具体计算公式如下：

B_k＝H_k+C_k

C_k＝D_kdiag(g(x_k))J_v(x_k)D_k

其中雅各比矩阵的通过J_v(x_k)＝diag(sgn(g(x_k)))进行计算；

步骤S304：化简目标函数为q(x)，其具体形式为其中x是x₀信任区间内的一个点，s是信任区间内的试验步长，原有的高维优化问题转换为关于s的二次子问题进行求解，其二次子问题q(s)的目标函数为

步骤S305：使用预设定的共轭梯度方法计算二维线性子区间内的梯度方向g和牛顿梯度s₂，其解满足如下等式：H·s₂＝-g，最终获得S304中二次子问题的最优解记作S；

步骤S306：计算更新点X_k+S_k上的f_k，H_k，g_k和SSE_k的值；

步骤S307：更新信任区间的半径Δ_k如下：

当ρ_k＜μ，Δ_k+1∈(0,γ₁Δ_k+1]；

当ρ_k∈(μ,η)，Δ_k+1∈[r₁Δ_k,Δ_k]；

当ρ_k≥η时，判断Δ_k＞Λ₁，如果是则Δ_k+1∈[γ₁Δ_k,Δ_k]或[Δ_k,γ₂Δ_k]，

否则Δ_k+1∈[Δ_k,min(γ₂Δ_k,Λ_u)]；

其中μ,η,Λ₁,Λ_u,γ₁,γ₂是给定的常数,给定的常数范围为0μη1,0Λ_lΛ_u,γ₁1γ₂；

步骤S308：判断SSE_old＞SSE_new，更新f_k，H_k，g_k和SSE_k的值，并进入S309，否则直接进入S309；

步骤S309：循环参数circle+1，并判断circle＜MaxIter，如果是则进入S302，否则输出最终的结果。