[发明专利]基于改进鲸鱼算法的直流微电网下垂系数优化方法及系统

说明书

本发明提供一种基于改进鲸鱼算法的直流微电网下垂系数优化方法，包括以下步骤：S1:根据每个微源的电流和电压参数计算每个微源的有功偏差，确定适应度函数，根据多个有功偏差创建初始种群；S2:计算适应度函数值，根据概率因子p和系数A选择搜索觅食、收缩包围和螺旋更新位置三个阶段；S3:更新个体位置，重复步骤2直到满足要求或达到迭代上限，得到新的下垂系数。本发明通过改进的鲸鱼算法优化下垂系数，可以精确监测系统中的功率不平衡状态，合理分配微源出力，并有效补偿母线电压偏差，更好的进行直流微电网的下垂控制，实现独立直流微电网稳定可靠运行，在直流微电网控制中具有重要的作用和意义。

技术领域

本发明涉及下垂控制技术领域，尤其是涉及一种基于改进鲸鱼算法的直流微电网下垂系数优化方法及系统。

背景技术

随着研究的深入，直流设备不断发展更新以及交流微电网存在的不足，例如能量转换环节多、线路损耗大和控制复杂逐渐展现，直流微电网技术得到大力地推广。直流微电网的优势在于：

(1)系统相对稳定。交流微电网要维持可靠的运行就必须保证频率和相位在规定范围以内，而直流微电网只需稳定直流母线电压，更加容易协调控制系统的各个单元；

(2)损耗降低。直流微电网所需变换器不多，不需考虑无功因素和使用无功补偿装置，可以节省电能，有效降低系统损耗；

(3)使用灵活。分布式电源接入微电网比较灵活，当故障发生时也可以灵活切除，不会影响到系统整体运行；

(4)更加安全。直流线路电晕损耗和无线电干扰小，产生电磁辐射小。

总的来说，作为新的能源利用手段，直流微电网得到全世界的广泛关注。但相比于交流微电网，直流微电网技术仍处于探索阶段，理论和技术还不够完善。而其中对于控制策略的研究是直流微电网研究的核心，具有重要的研究意义。

直流微电网系统通常采用下垂控制，传统下垂控制中下垂系数为常数，下垂系数小则动态响应慢，下垂系数大则频率和电压可能会远远偏离参考值，且难以保证微网的稳定性，且下垂控制的自身属性使得直流电压的稳定存在偏差。2016年，澳大利亚学者Mirjalili和Lewis通过观察座头鲸的觅食行为而受到启发，提出了一种新的智能算法——鲸鱼优化算法(WOA)。该算法主要是通过模仿鲸鱼群的捕食行为来实现对优化问题的求解，具有原理简单，搜索机制独特等优点，广泛地应用于微电网协调控制优化等领域中。然而在其研究的过程中仍存在着许多的问题，同其它基于种群的群体智能算法相似，WOA算法也同样存在着收敛速度慢和求解精度低的缺陷。

文件《基于改进鲸鱼算法的混合直流输电系统控制参数优化方法》(电力建设第40卷第四期2019年4月刘其朴，汤晓晨，杨佳，孙国强，卫志农)中介绍了采用鲸鱼算法解决混合直流输电系统控制参数优化问题，但是其中也介绍了该方法存在实时性问题，寻优所需时间长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种实时性高、收敛速度快、求解精度高的直流微电网下垂系数优化方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种基于改进鲸鱼算法的直流微电网下垂系数优化方法，包括以下步骤：

S1:读取直流微电网下每个微源的电流和电压参数，根据微源数量设置鲸鱼数量，设定迭代次数，根据电流和电压参数计算每个微源的有功偏差，确定适应度函数，根据多个有功偏差创建初始种群；

S2:计算适应度函数值，判断适应度函数值大于系统要求且迭代数小于设定值时进入新的更新周期：根据概率因子p和系数A选择搜索觅食、收缩包围和螺旋更新位置三个阶段，当概率因子大于等于设定值时，进入螺旋更新位置，反之，进入搜索觅食和收缩包围阶段；

S3:更新个体位置，重复步骤2直到满足要求或达到迭代上限，得到新的下垂系数。