[發明專利]一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法與系統

有效

• 申請號: 202110654136.4
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113241780B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 何廷一;楊博;李勝男;馬紅升;吳水軍
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46;G06N3/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請屬于電力系統控制技術領域，提供一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法與系統。所述一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法包括：將待優化參數作為禿鷹的位置，并利用罰函數限定，基于禿鷹捕獲獵物的思想，獲取所有禿鷹的最終適應度；基于禿鷹搜尋獵物的思想，重新建立更優的禿鷹搜索模型，從最后一次禿鷹搜索模型選出最好的位置，轉換成各個模擬調頻機組的輸入調節功率值，分別傳給實際電網的相應的調頻機組，從而參與電網的二次調頻。上述基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法有效提高了電網二次調頻的動態響應特性。

技術領域

本申請屬于電力系統控制技術領域，具體涉及一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法與系統。

背景技術

隨著太陽能、風能等新能源的廣泛開發和運用，大量的風光新能源接入電網。與傳統水火電不同，風光新能源受氣象條件的影響較大，功率波動隨機性較大。此外，由于區域電網的網絡架構及備用容量建設發展速度相對較慢，系統無法完全消納風光新能源，容易出現“棄風”、“棄光”等現象，這些都明顯增加了系統二次調頻的難度。

因此，為了更好的消納風光新能源，在電網二次調頻的過程中，需要對功率偏差與碳排放量這兩個目標量進行優化。由于這種多目標優化問題高度非線性化，傳統的數學優化方法容易收斂于局部最優解，全局搜索能力差。而灰狼優化算法、飛蛾撲火優化算法等啟發式算法雖然魯棒性強、靈活性高，但搜索效率低，求解速度慢，難以滿足較大規模區域電網的在線電網調頻控制。

發明內容

本申請提供一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法與系統，用于降低二次調頻造成的功率損耗。

本申請第一方面提供一種基于禿鷹搜索算法的電網二次調頻控制方法，包括：

獲取實際電網的擾動功率值，并輸入至預先建立好的二次調頻模擬系統，所述二次調頻模擬系統包括多個模擬調頻機組；

隨機獲取M組待優化參數，所述待優化參數由各個模擬調頻機組的輸入調節功率值組成，并利用罰函數對其進行修改限定，以滿足功率平衡約束、機組容量約束與爬坡約束；

禿鷹數量為M，所述禿鷹包括：位置、食物量與適應度，所述禿鷹的位置為待優化參數，所述禿鷹的食物量為各個模擬調頻機組的實際輸出功率值之和，所述模擬調頻機組的實際輸出功率值通過待優化參數，經模擬調頻機組獲得，所述禿鷹的適應度由各個模擬調頻機組的實際輸出功率值與各個模擬調頻機組的碳排放強度系數計算得到；

利用禿鷹搜索模型，輸出所有禿鷹的最終的適應度，具體為：對禿鷹的位置進行反復迭代，在每一次迭代中，利用禿鷹當前的位置得出對應的食物量與適應度，迭代直至食物量等于擾動功率值，將最后一次的適應度作為禿鷹的最終適應度；

比較所有禿鷹的最終適應度，選出最小的最終適應度作為本輪禿鷹搜索模型的最優值；

若最優值大于預期值，基于禿鷹搜索特性，重新生成M組待優化參數，把M組待優化參數代入到二次調頻模擬系統中，重新建立禿鷹搜索模型，獲得新一輪禿鷹搜索模型的最優值，直到新一輪禿鷹搜索模型的最優值小于或等于預期值；

獲取最優值所在禿鷹的初始位置，所述初始位置為該禿鷹第一次迭代時的位置，從初始位置中獲取各個模擬調頻機組的輸入調節功率值，將其分別傳給實際電網的相應的調頻機組，從而參與電網的二次調頻。

可選的，所述禿鷹適應度的計算公式為：

其中，N為當前計算功率響應總偏差的總次數，n為模擬調頻機組的數量，ΔP_i(k)為禿鷹第k次迭代位置時，第i個模擬調頻機組的輸入調節功率值，為禿鷹第k次迭代位置時，第i個模擬調頻機組的實際輸出功率值，D_i為第i個模擬調頻機組的碳排放強度系數。

可選的，所述功率平衡約束、機組容量約束與爬坡約束的公式如下：