一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法技术方案

本发明专利技术公布了一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，包括以下步骤：依据风电储能系统实时监控设备获取各蓄电池组实时运行状态信息；依据获取的状态信息，引入复数，赋予人工鱼信息，建立人工鱼群，建立公告板；人工鱼群产生变异开始迭代；人工鱼群基于自身感知和环境反馈选择相应行为；记录每条人工鱼位置，更新公告板；系统根据检测点充满能量数之和是否达到设定的最高食物浓度或最低食物浓度，从而进行放电或者充能；系统检测点充满能量点数之和回到最高食物浓度设定以下时，重新恢复系统正常运行；输出系统运行结果。本发明专利技术引入变异鱼的概念，将变异人工鱼群算法与风机储能系统补偿相结合对风电进行优化。优化。优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法


[0001]本专利技术涉及风电储能系统，尤其是涉及一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法。

技术介绍

[0002]为响应国家关于能源清洁的号召，我国大力推进风电机组的建设工作，风电产能在我国的能源使用比重不断提升，在我国的东北地区，天然存在大量的清洁风能，因此装设了大量的风力发电机组，为能源的清洁化做出了其应有的贡献。然而东北地区存在风季和无风季，丰富的风能并未覆盖全年，每年的9
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11月和1到5月间为风能最为丰富的时间段，而在6月到8月间，几乎无风能，因此需要引入储能电池完成电能的消纳，当来到风多的时间，超出电能转化并网上限的超发电能，进入储能电池进行存储，当来到无风少风的时间，储能电池开始输出储存的电能弥补风机出力的不足。通过该储能电池系统与风电出力预测结果结合，利用储能电池系统参与到风能出功的调节中来，及时有效的平复并补偿风电输出功率的波动问题，在时间上解耦电能的生产和消耗，负荷低谷时储存电能,负荷高峰期释放电能，使风电系统提供经济有效的清洁能源成为了可能。同时储能电池系统，在响应时间上，可调范围上都要优于火电调控，且风电调控所需的火电机组容量需要是风电机组的2倍以上，而储能电池系统只需要提供风电总装机容量的20％，节约大量成本，因此具有现实的应用价值，
[0003]现基于储能电池系统，有两种现场情况：
[0004]情况1：风能丰富的时节时，超发的电能充入储能电池时，当储能电池系统充满后，需要及时停止对电池充能，防止储能电池系统过充导致储能电池系统损坏或发生其他意外。
[0005]情况2：当某时刻风速过高，导致风机扇叶旋转速度过快，这时如果进行储能电池系统充电会由于充能电流过大导致储能电池系统损坏，因此发生该情况时需要将储能电池系统切除从而停止充能，当充能电流大小回到正常范围时，再继续进行充能。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法。该方法引入变异人工鱼群算法，将变异人工鱼群算法与风机储能系统补偿相结合对风电进行优化。
[0007]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，包括以下步骤：
[0009]S1)设有依据风电储能系统实时监控设备获取各蓄电池组实时运行状态信息的步骤；
[0010]S2)设有依据获取的状态信息，引入复数，赋予人工鱼信息，建立人工鱼群，建立公告板的步骤；
[0011]S3)设有人工鱼群产生变异，生成视野和步长更大的变异鱼，开始迭代的步骤；
[0012]S4)设有人工鱼群基于自身感知和环境反馈选择相应行为的步骤；
[0013]S5)设有记录每次迭代后每条人工鱼位置信息到公告板，每次迭代结束后，实时输出公告版信息；
[0014]S6)设有判断储能系统中各储能电池检测后合计能量是否超过设定的最高食物浓度的步骤；
[0015]S7)设有如果储能系统中各储能电池检测后合计能量超过设定的最高食物浓度，则系统停止充能，此时只允许发生停止行为或放电行为的步骤；
[0016]S8)设有直到储能系统中各储能电池检测后合计能量回到最高食物浓度设定以下时，重新恢复系统正常运行的步骤；
[0017]S9)设有判断储能系统中各储能电池检测后合计能量是否低于最低食物浓度的步骤；
[0018]S10)设有如果储能系统中各储能电池检测后合计能量低于最低食物浓度，则系统停止放电，只允许发生停止行为或充能行为的步骤；
[0019]S11)设有直到多次迭代后系统中各储能电池检测后合计能量超过设定的最低食物浓度时，系统恢复正常运行状态的步骤；
[0020]S12)设有每次迭代后，需要判断本次迭代|i|值是否超过限定的最大充放电功率的步骤；
[0021]S13)设有如果|i|值超过限定的最大充放电功率时，系统停止充放电动作的步骤；
[0022]S14)设有直到|i|值回到限定的最大充放电功率以内时，系统恢复充放电动作的步骤。
[0023]S15)设有一次迭代过程结束，重复S3)到S14)过程，进行下一次迭代过程的步骤。
[0024]S16)设有每次迭代后输出系统运行结果的步骤。
[0025]其中，所述人工鱼群中人工鱼个体携带储能电池检测点编号信息、储能电池状态信息以及步长、视野、迭代限制、鱼群活动范围、上一次迭代人工鱼位置的食物浓度。
[0026]其中，所述变异鱼是采用Rand()随机生成函数随机生成的，数量为n条，变异鱼在完成一次迭代后，恢复为普通鱼，在第二次迭代开始前，重新生成变异鱼，进行第二次迭代；所述变异鱼数量在鱼群中占比数量为10％～20％。
[0027]有时，所述人工鱼群发生聚群行为：
[0028]在人工鱼的范围内，人工鱼群的中心位置为x
c
；正常人工鱼执行式(3)行为，变异人工鱼执行式(4)行为，使人工鱼从位置xi移动到下一个位置点，行为完成后更新公告板，否则执行其他行为；
[0029][0030][0031]代表经过t+1次迭代后人工鱼所处的位置信息，x
i
代表鱼群初始化后人工鱼生
成的初始位置，为在视野内的两条人工鱼间一条鱼发生聚群行为到达另一条鱼位置重合点所需要的相对移动的距离，Rand()代表0～1之间的随机数避免可能发生的碰撞，且两条鱼发生该行为需要满足视野，步长的要求，V1、V2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大视野范围，S1、S2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大步长，d
i,j
为两条人工鱼之间的最大距离。
[0032]有时，所述人工鱼群发生追尾行为：
[0033]在人工鱼的视野范围内﹐当发现食物时，人工鱼前往高食物浓度处，其他人工鱼跟随前一条人工鱼进行追尾行为，最先发现食物源的鱼位置为x
d
，其他人工鱼发生追尾行为从xi移动到下一个位置点；正常人工鱼将执行式(5)行为﹔变异人工鱼将执行式(6)行为，完成动作后更新公告板﹐否则进行其他行为；
[0034][0035][0036]代表经过t+1次迭代后人工鱼所处的位置信息，x
i
代表鱼群初始化后人工鱼生成的初始位置，为在视野内的两条人工鱼间一条鱼发生追尾行为前往另一条鱼位置重合点所需要的相对移动的距离，Rand()代表0～1之间的随机数，且两条鱼发生该行为需要满足视野，步长的要求，V1、V2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大视野范围，S1、S2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大步长，d
i,j
为两条人工鱼之间的最大距离。
[0037]有时，所述人工鱼群发生觅食行为：
[0038]人工鱼会从xi移动到食物浓度更高的下一个位置点，普通人工鱼采用式(7)行为觅食,变异人工鱼采用式(8)行为觅食,否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，其特征在于包括以下步骤：S1)设有依据风电储能系统实时监控设备获取各蓄电池组实时运行状态信息的步骤；S2)设有依据获取的状态信息，引入复数，赋予人工鱼信息，建立人工鱼群，建立公告板的步骤；S3)设有人工鱼群产生变异，生成视野和步长更大的变异鱼，开始迭代的步骤；S4)设有人工鱼群基于自身感知和环境反馈选择相应行为的步骤；S5)设有记录每次迭代后每条人工鱼位置信息到公告板，每次迭代结束后，实时输出公告版信息；S6)设有判断储能系统中各储能电池检测后合计能量是否超过设定的最高食物浓度的步骤；S7)设有如果储能系统中各储能电池检测后合计能量超过设定的最高食物浓度，则系统停止充能，此时只允许发生停止行为或放电行为的步骤；S8)设有直到储能系统中各储能电池检测后合计能量回到最高食物浓度设定以下时，重新恢复系统正常运行的步骤；S9)设有判断储能系统中各储能电池检测后合计能量是否低于最低食物浓度的步骤；S10)设有如果储能系统中各储能电池检测后合计能量低于最低食物浓度，则系统停止放电，只允许发生停止行为或充能行为的步骤；S11)设有直到多次迭代后系统中各储能电池检测后合计能量超过设定的最低食物浓度时，系统恢复正常运行状态的步骤；S12)设有每次迭代后，需要判断本次迭代|i|值是否超过限定的最大充放电功率的步骤；S13)设有如果|i|值超过限定的最大充放电功率时，系统停止充放电动作的步骤；S14)设有直到|i|值回到限定的最大充放电功率以内时，系统恢复充放电动作的步骤；S15)设有一次迭代过程结束，重复步骤S3)到S14)，进行下一次迭代过程的步骤；S16)设有每次迭代后输出系统运行结果的步骤。2.根据权利要求1所述的一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，其特征在于：所述人工鱼群中人工鱼个体携带储能电池检测点编号信息、储能电池状态信息以及步长、视野、迭代限制、鱼群活动范围、上一次迭代人工鱼位置的食物浓度。3.根据权利要求1所述的一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，其特征在于：所述变异鱼是采用Rand()随机生成函数随机生成的，数量为n条，变异鱼在完成一次迭代后，恢复为普通鱼，在第二次迭代开始前，重新生成变异鱼，进行第二次迭代。4.根据权利要求3所述的一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，其特征在于所述变异鱼数量在鱼群中占比数量为10％～20％。5.根据权利要求1所述的一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，其特征在于所述人工鱼群发生聚群行为：在人工鱼的范围内，人工鱼群的中心位置为x
c
；正常人工鱼执行式(3)行为，变异人工鱼执行式(4)行为，使人工鱼从位置xi移动到下一个位置点，行为完成后更新公告板，否则执
行其他行为；行其他行为；行其他行为；代表经过t+1次迭代后人工鱼所处的位置信息，x
i
代表鱼群初始化后人工鱼生成的初始位置，为在视野内的两条人工鱼间一条鱼发生聚群行为到达另一条鱼位置重合点所需要的相对移动的距离，Rand()代表0～1之间的随机数避免可能发生的碰撞，且两条鱼发生该行为需要满足视野，步长的要求，V1、V2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大视野范围，S1、S2分别为正常人工鱼和变异人工鱼的最大步长，d
i,j
为两条人工鱼之间的最大距离。6.根据权利要求1所述的一种基于变异人工鱼群的风电储能系统充放电过程优化方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东，李昊轩，马艳娟，赵琰，姜河，罗金鸣，宋世巍，李昱材，王健，王东来，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：