[发明专利]一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法与系统

说明书

本申请属于电力系统控制技术领域，提供一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法与系统。所述一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法包括：将待优化参数作为秃鹰的位置，并利用罚函数限定，基于秃鹰捕获猎物的思想，获取所有秃鹰的最终适应度；基于秃鹰搜寻猎物的思想，重新建立更优的秃鹰搜索模型，从最后一次秃鹰搜索模型选出最好的位置，转换成各个模拟调频机组的输入调节功率值，分别传给实际电网的相应的调频机组，从而参与电网的二次调频。上述基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法有效提高了电网二次调频的动态响应特性。

技术领域

本申请属于电力系统控制技术领域，具体涉及一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法与系统。

背景技术

随着太阳能、风能等新能源的广泛开发和运用，大量的风光新能源接入电网。与传统水火电不同，风光新能源受气象条件的影响较大，功率波动随机性较大。此外，由于区域电网的网络架构及备用容量建设发展速度相对较慢，系统无法完全消纳风光新能源，容易出现“弃风”、“弃光”等现象，这些都明显增加了系统二次调频的难度。

因此，为了更好的消纳风光新能源，在电网二次调频的过程中，需要对功率偏差与碳排放量这两个目标量进行优化。由于这种多目标优化问题高度非线性化，传统的数学优化方法容易收敛于局部最优解，全局搜索能力差。而灰狼优化算法、飞蛾扑火优化算法等启发式算法虽然鲁棒性强、灵活性高，但搜索效率低，求解速度慢，难以满足较大规模区域电网的在线电网调频控制。

发明内容

本申请提供一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法与系统，用于降低二次调频造成的功率损耗。

本申请第一方面提供一种基于秃鹰搜索算法的电网二次调频控制方法，包括：

获取实际电网的扰动功率值，并输入至预先建立好的二次调频模拟系统，所述二次调频模拟系统包括多个模拟调频机组；

随机获取M组待优化参数，所述待优化参数由各个模拟调频机组的输入调节功率值组成，并利用罚函数对其进行修改限定，以满足功率平衡约束、机组容量约束与爬坡约束；

秃鹰数量为M，所述秃鹰包括：位置、食物量与适应度，所述秃鹰的位置为待优化参数，所述秃鹰的食物量为各个模拟调频机组的实际输出功率值之和，所述模拟调频机组的实际输出功率值通过待优化参数，经模拟调频机组获得，所述秃鹰的适应度由各个模拟调频机组的实际输出功率值与各个模拟调频机组的碳排放强度系数计算得到；

利用秃鹰搜索模型，输出所有秃鹰的最终的适应度，具体为：对秃鹰的位置进行反复迭代，在每一次迭代中，利用秃鹰当前的位置得出对应的食物量与适应度，迭代直至食物量等于扰动功率值，将最后一次的适应度作为秃鹰的最终适应度；

比较所有秃鹰的最终适应度，选出最小的最终适应度作为本轮秃鹰搜索模型的最优值；

若最优值大于预期值，基于秃鹰搜索特性，重新生成M组待优化参数，把M组待优化参数代入到二次调频模拟系统中，重新建立秃鹰搜索模型，获得新一轮秃鹰搜索模型的最优值，直到新一轮秃鹰搜索模型的最优值小于或等于预期值；

获取最优值所在秃鹰的初始位置，所述初始位置为该秃鹰第一次迭代时的位置，从初始位置中获取各个模拟调频机组的输入调节功率值，将其分别传给实际电网的相应的调频机组，从而参与电网的二次调频。

可选的，所述秃鹰适应度的计算公式为：

其中，N为当前计算功率响应总偏差的总次数，n为模拟调频机组的数量，ΔP_i(k)为秃鹰第k次迭代位置时，第i个模拟调频机组的输入调节功率值，为秃鹰第k次迭代位置时，第i个模拟调频机组的实际输出功率值，D_i为第i个模拟调频机组的碳排放强度系数。

可选的，所述功率平衡约束、机组容量约束与爬坡约束的公式如下：