[發明專利]基于果蠅優化算法的海島新能源系統最優容量配置方法

無效

• 申請號: 201210394886.3
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102904289A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 包艷;王輝;陳向華;袁小芳;王北寧
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于果蠅優化算法的海島新能源系統最優容量配置方法，新能源系統主要包括：光伏發電、風電、蓄電池、柴油機，其特征在于，所述新能源系統容量配置采用果蠅優化算法進行優化，具體步驟如下：

1)根據海島的自然條件、氣候條件選擇光伏發電、風電的類型，確認光伏發電、風電、蓄電池、柴油機的參數值；

2)確定海島的負荷情況，主要包括負載用電時間分布情況、各個時段負荷的性質、功率值、最大峰值負載的值；

3)確定果蠅優化算法的目標函數為式(1)和式(2)描述的系統運行成本函數，

minxSTC(x)=minx{CT(x)+CM(x)+CI(x)+CT,D}---(1)]]>

其中x為系統優化變量組成的一維向量：x＝{N_PV,p,N_WT,N_BAT,p}，N_PV,p是并聯光伏電池串數，N_WT為風力發電機組數，N_BAT,p為并聯蓄電池串數；

STC(NPV,p,NWT,NBAT,p)=Σi=1nPVNPVi(CPVi+n·MPVi)+Σj=1nPVNWTj(CWTj+n·MWTj+Chj+n·Chmj)]]>

+Σk=1nBATNBATk·(CBATk+yBATk·CBATk+(n-yBATk-1)·MBATk)+CI+CT,D]]>

+CINV(yINV+1)+MINV(n-yINV-1)---(2)]]>

其中，n為系統使用壽命年限、n_PV、n_WT、n_BAT分別為光伏電池、風力發電機組和蓄電池的類型總數；C_INV分別為第i種類型光伏電池、第j種類型風力發電機組、第k種類型蓄電池以及逆變器的購買成本，單位為：元；M_INV對應于光伏電池、風力發電機組、蓄電池、逆變器一年的維修成本，單位為：元/年；為風力發電機組安裝塔的購買成本；為對應的安裝塔每年的維修成本；y_INV為蓄電池、逆變器在系統使用壽命內期望更換次數；C_I為系統的安裝成本，包括系統各組成部分的安裝成本，以及充電控制器的購買成本；為第i中類型光伏電池的總數，其中為第i種光伏電池的串聯數量；而為第i種光伏電池的并聯串數，為優化設計的變量；

為第k中類型蓄電池組的蓄電池總數；為蓄電池的串聯數量，為蓄電池并聯數，是優化設計變量；CT，D為柴油機在使用壽命內的總成本，可用下列公式進行計算：

CT,D=CI,D+MD+CDLifeD+Cfuel---(3)]]>

其中C_I，D為柴油發電機的安裝成本(元)；M_D為柴油發電機每小時的維護費用，單位為：元/小時；C_D為柴油機的購買成本，單位為：元；Life_D為柴油機的使用壽命，單位為：小時；C_fuel為柴油機運行一小時所消耗的燃料成本；

建立系統容量配置優化設計的約束條件，所述系統的約束條件主要包括以下內容：

一)功率平衡：系統所提供的功率與負載所需功率相等

P_p(t)＝P_L(t)???????????????????????????????????????????????????(4)

其中P_p(t)為系統所提供的功率，可用下列公式計算：

P_p(t)＝P_RE(t)+P_D(t)-P_B(t)??????????????????????????????????????(5)

其中PRE(t)=Σi=1nPVNPVi·PPVi(t)+Σj=1nWTNWTj·PWTj(t)]]>為可再生能源提供的功率，P_B(t)為蓄電池組的輸入/輸出功率：P_B(t)＞0時蓄電池處于充電狀態，當P_B(t)＜0時蓄電池處于放電狀態；

二)蓄電池的充電狀態不能超過蓄電池最大荷電量與最小荷電量的限制；

SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max????????????????????????????(6)

三)P_D：柴油機年度發電量占系統所提供電量的10％以內，即P_D/(P_RE+P_D)≤0.1

四)其他約束條件：

1≤NPV,pi≤NPV,pmaxi1≤NWTj≤NWTmaxj1≤NBAT,pk≤NBAT,pmaxk---(7)]]>

其中是分別根據光伏電池、風力發電機組、蓄電池以及峰值負載計算的；

五)采用果蠅優化算法，不斷搜索，計算系統的成本，如此往復，直到算法運行結束，輸出最優解，得到海島新能源系統的最優容量配置參數x＝{N_PV,p,N_WT,N_BAT,p}。