[发明专利]一种基于鲸鱼算法的并网模式下储能双向变流器充放电控制方法

权利要求书

1.一种基于鲸鱼算法的并网模式下储能双向变流器充放电控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：初始化鲸鱼种群，设置鲸鱼优化算法的种群规模为N，维度为D,最大迭代次数为maxiter,根据搜索空间每一维的上界和下界，随机生成鲸鱼种群位置；

S2：计算种群中每条鲸鱼的适应度值fitness，选取并记录种群中适应度值最佳的鲸鱼的位置和它对应的全局最优适应值f_best；

S3：位置更新过程中模拟鲸鱼的捕食行为，鲸鱼种群主要有两个捕食机制：包围捕食、气泡捕食，三个捕食策略：随机搜寻策略、包围策略以及螺旋吐气泡策略；其中随机搜寻策略和包围策略一起包含在包围捕食机制中，通过更新产生收敛因子A，然后根据收敛因子A和生成的随机数p来进行鲸鱼群的位置更新；

S4：包围捕食机制：当随机数p0.5，在此阶段，鲸鱼会采取包围策略或者随机搜寻策略进行捕食，即它们会选择向着最优的鲸鱼游动或者向着一条随机鲸鱼游动；鲸鱼选择包围策略还是随机搜寻策略取决于参数A的值，当|A|≤1时，鲸鱼选择包围策略进行捕食；当|A|1时，鲸鱼选择随机搜寻策略进行捕食；整个包围捕食阶段第i条鲸鱼位置更新公式如下：

式中：分别为第t次迭代中第i条鲸鱼的位置向量和最优鲸鱼的位置向量，为第t次迭代中随机的一条鲸鱼的位置向量，常数A是收敛因子，为均匀分布在[-a,a]之间的随机数，a随着迭代次数的增加从2线性递减到0，常数C是摇摆因子，为均匀分布在[0,2]之间的随机数，部分表示该鲸鱼与最优位置鲸鱼之间的距离；

S5：气泡捕食机制：当随机数p≥0.5，此阶段中，鲸鱼采用螺旋吐气泡形成气泡网进行捕食，鲸鱼位置更新公式如下：

式中分别为第t次迭代中第i条鲸鱼的位置向量和最优鲸鱼的位置向量，b为螺旋形常数，l为均匀分布在[-1,1]之间的随机数；

S6：计算位置更新完后进行越界处理，计算每条鲸鱼的适应值，更新最优鲸鱼位置和全局最优适应值；

S7：判断目前迭代次数t是否大于最大迭代次数maxiter，是则退出循环，否则转至S3继续迭代；

S8：迭代结束输出全局最优解

S9：根据S8求得的最优结果，即鲸鱼位置，再分别把它对应的维度数据代入并网模式下的储能双向变流器的控制器中；

S1中所述初始化种群，由维度D初始化每一个鲸鱼的位置，储能双向变流器在并网模式下，控制系统中只有电流内环控制器，因此D为2维，鲸鱼位置的不同维度分别代表了Kp，Ki两个参数值；

S2中所述计算种群中所有鲸鱼的适应度值fitness，选取并记录种群中适应度值最佳的鲸鱼，并把它的位置设为当前鲸鱼群最佳位置；并网模式下，储能双向变流器的控制器每次迭代都会再次更新最佳鲸鱼位置，即每一次迭代都有唯一确定的Kp，Ki两个参数值，由此建立的目标函数为：

式中：a，b为加权系数；

S9中挑出历次迭代次数中适应度最优的鲸鱼位置，代入控制器参数中；具体步骤为：并网模式下，储能双向变流器采用恒功率控制，且恒功率控制由电流环单环组成，电流环由电感电流取值，将三相电流通过abc-dq变换获得有功电流分量i_d和无功电流分量i_q，再与给定值i_d*和i_q*做差，该差值和电流谐波的THD值通过鲸鱼算法的最优目标函数值的鲸鱼位置对应的维度分别输入到PI控制器中，结果再通过dq-abc变换作为调制波接入SVPWM装置，经SVPWM调制生成三相桥的导通信号，形成闭环控制，使输出功率稳定即输出电流稳定。