[发明专利]一种基于鲸鱼算法的混合直流输电系统控制参数优化方法

摘要

一种基于鲸鱼算法的混合直流输电系统控制参数优化方法。针对在混合高压直流输电系统中，PI参数调谐会很大程度影响系统的性能，提出一种新型的混合直流输电系统参数寻优方法。该方法基于鲸鱼优化算法，以时间乘以误差绝对积分ITAE最低为目标函数，在不等式约束下实现了PI参数调谐。本发明通过PSCAD与MATLAB之间的接口技术，实现两者的联合调用，并利用了鲸鱼算法搜寻最优控制参数，利用PSCAD中的多次运行功能，可实现多次软件之间的调用，从而实现控制参数的优化搜索。通过建模与仿真，验证了该方法有效提升混合直流输电系统动态响应性能。

主权项

1.一种基于鲸鱼算法的混合直流输电系统控制参数优化方法，其特征是在混合直流输电系统中，对PI控制环节的参数采用PSCAD‑MATLAB接口进行优化，所述优化方法包括以下步骤：1)初始化PI控制环节的最大迭代次数、每次迭代保存的整流侧、逆变侧PI控制器参数和优化目标函数值、故障时刻及类型、以及鲸鱼优化算法的设定；2)通过PSCAD和MATLAB之间的接口技术，建立接口模块一和接口模块二，用于对PI控制环节参数进行仿真及优化，接口模块一用于调用鲸鱼优化算法，在每次仿真开始时，通过鲸鱼优化算法更新搜索代理位置，将控制器参数返回给PSCAD；接口模块二用于每次仿真结束时，接收由PSCAD返回的搜索代理位置和优化目标函数，并更新全局最优代理位置和个体最优位置；3)使能PSCAD与MATLAB接口模块一，根据鲸鱼优化算法对步骤1)的参数更新搜索代理位置，并将值返回给PSCAD作为控制器参数，进行步骤4)；4)PSCAD仿真混合直流输电系统，整流侧LCC采取定直流电流控制，逆变侧VSC采取定有功功率和定交流电压控制，采取时间乘以误差绝对值积分ITAE为性能指标，指标函数如下：式中，t为仿真时间，e(t)为绝对误差，I_dc为直流电流，I_dcref为直流电流参考值；i_sd为内电流环d轴分量，i_sdref为内电流环d轴分量参考值；i_sd为内电流环d轴分量，i_sdref为内电流环d轴分量参考值，t_s为积分时间上限；根据步骤3)返回的控制器参数进行仿真，并计算上述指标函数；5)使能PSCAD与MATLAB接口模块二，记录步骤4)仿真求得的指标函数，供接口模块一调用，将指标函数与全局最优值进行比较，并更新；6)判断运行次数是否达到设定次数M，若满足，停止仿真，输出鲸鱼优化算法得到的最优位置及最优适应值，即最优控制器参数；否则，继续运行步骤3)。