综合能源系统的优化调控方法、系统、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术提供一种综合能源系统的优化调控方法、系统、电子设备及介质，属于综合能源调度领域，优化调控方法包括：建立综合能源系统的优化调度模型；优化调度模型以综合能源系统的总运行成本最低为目标，对综合能源系统中各设备的功率进行分配；采用改进鲸鱼算法，计算优化调度模型的最优解；最优解为综合能源系统中各设备的最优功率分配；改进鲸鱼算法为在鲸鱼算法的鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并调整收敛因子。通过对鲸鱼算法进行改进，在鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并调整收敛因子，避免了求解过程中陷入局部最优的情况，提高了最优解的准确度，进而提高了综合能源系统的利用率。源系统的利用率。源系统的利用率。

【技术实现步骤摘要】
综合能源系统的优化调控方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及综合能源调度领域，特别是涉及一种基于改进鲸鱼算法的综合能源系统的优化调控方法、系统、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]随着日益剧增的社会日常需求以及能源危机的渐渐浮现，可再生能源以及充分利用能源的综合能源系统得到了显著的发展，综合能源系统是一个拥有多种能源互补结构以及较高的能源利用率的系统。
[0003]对于综合能源系统优化调控问题上，即需要先建立一个多种能源的系统优化模型，确定各个能源之间相互影响相互制约的条件，以整体系统运行成本作为目标函数，想要得到最优解，传统的鲸鱼算法操作简单便捷且参数少，但是容易陷入局部最优的情况，并且收敛精度较低，不能迅速精准的求出最优解。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于改进鲸鱼算法的综合能源系统优化方法，可准确计算出综合能源储能系统各设备的的最优功率分配方案，提高综合能源系统的利用率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种综合能源系统的优化调控方法，包括：
[0007]建立综合能源系统的优化调度模型；所述优化调度模型以综合能源系统的总运行成本最低为目标，对综合能源系统中各设备的功率进行分配；
[0008]采用改进鲸鱼算法，计算所述优化调度模型的最优解；所述最优解为综合能源系统中各设备的最优功率分配；所述改进鲸鱼算法为在鲸鱼算法的鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并调整收敛因子。
[0009]可选地，所述优化调度模型的目标函数为：
[0010][0011]其中，m为目标函数值，M1为综合能源系统的运行成本，M2为综合能源系统的损耗修复成本，T为调控时间最大值，M
CT
(t)为t时刻燃气轮机的运行成本，M
GB
(t)为t时刻燃气锅炉的燃料成本，M
UM
(t)为t时刻综合能源系统的管理成本，M
Buy
(t)为t时刻综合能源系统向电网的购电费用，M
again
(t)为t时刻综合能源系统的重启成本。
[0012]可选地，所述采用改进鲸鱼算法，计算所述优化调度模型的最优解，具体包括：
[0013]初始化鲸鱼种群，得到初始种群，并设置最大迭代次数；所述初始种群中包括多个鲸鱼个体及各鲸鱼个体的初始位置；每个鲸鱼个体的初始位置表征一组综合能源系统中各设备的功率分配；
[0014]计算初始种群中各鲸鱼个体的目标函数值；
[0015]针对第i次迭代，将第i代种群中目标函数值最小的鲸鱼个体的初步位置作为当前最优位置；0<i；第1代种群为初始种群；第1代种群中鲸鱼个体的初步位置为对应的鲸鱼个体的初始位置；
[0016]根据迭代次数及最大迭代次数，计算第i个收敛因子；
[0017]针对第i代种群中的任一鲸鱼个体，根据所述当前最优位置、所述鲸鱼个体的初步位置及第i个收敛因子，计算所述鲸鱼个体的更新位置；
[0018]判断所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离是否大于设定阈值；
[0019]若所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离大于设定阈值，则采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索，确定邻域内最优位置；
[0020]根据所述邻域内最优位置更新当前最优位置；
[0021]根据迭代次数及最大迭代次数更新第i个收敛因子；
[0022]根据更新后的当前最优位置、更新后的第i个收敛因子及所述鲸鱼个体的初步位置，确定所述鲸鱼个体的最终位置；
[0023]若所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离小于或等于设定阈值，则将所述鲸鱼个体的更新位置作为所述鲸鱼个体的最终位置；
[0024]根据第i代种群中各鲸鱼个体的最终位置，计算对应各鲸鱼个体的目标函数值，根据目标函数值的大小对鲸鱼个体排序，并选取前N个鲸鱼个体作为第i+1代种群；第i+1代种群中鲸鱼个体的初步位置为第i代种群中对应的鲸鱼个体的最终位置；
[0025]判断迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则将第i代种群中目标函数值最小的鲸鱼个体的最终位置作为优化调度模型的最优解，否则，进行第i+1次迭代。
[0026]可选地，采用以下公式，计算第i个收敛因子：
[0027][0028]其中，为第i个收敛因子，i
max
为最大迭代次数。
[0029]可选地，采用以下公式，计算第i代种群中鲸鱼个体的更新位置：
[0030][0031]其中，为第i代种群中鲸鱼个体的更新位置，为第i次迭代时的当前最优位置，为第一系数，为第二系数，为第i代种群中鲸鱼个体的初步位置到当前最优位置的距离，为第i个收敛因子，r为0到1之间的随机数。
[0032]可选地，采用以下公式，更新第i次迭代时的当前最优位置：
[0033][0034]其中，为第i次迭代时更新后的当前最优位置，P
best
为邻域内最优位置，为第i次迭代时的当前最优位置。
[0035]可选地，采用以下公式，更新第i个收敛因子：
[0036][0037]其中，为更新后的第i个收敛因子，i
max
为最大迭代次数。
[0038]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0039]一种综合能源系统的优化调控系统，包括：
[0040]模型建立单元，用于建立综合能源系统的优化调度模型；所述优化调度模型以综合能源系统的总运行成本最低为目标，对综合能源系统中各设备的功率进行分配；
[0041]最优解计算单元，与所述模型建立单元连接，用于采用改进鲸鱼算法，计算所述优化调度模型的最优解；所述最优解为综合能源系统中各设备的功率最优分配；所述改进鲸鱼算法为在鲸鱼算法的鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并增加搜索步长。
[0042]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0043]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的综合能源系统的优化调控方法。
[0044]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0045]一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的综合能源系统的优化调控方法。
[0046]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：以综合能源系统的总运行成本最低为目标，建立综合能源系统的优化调度模型，采用改进鲸鱼算法(在鲸鱼算法的鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并调整收敛因子)，计算优化调度模型的最优解；最优解为综合能源系统中各设备的最优功率分配；通过对鲸鱼算法进行改进，避免求解过程中陷入局部最优的情况，提高了最优解的准确度，进而提高综合能源系统的利用率。
附图说明
[0047]为了更清楚地说明本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统的优化调控方法，其特征在于，所述综合能源系统的优化调控方法包括：建立综合能源系统的优化调度模型；所述优化调度模型以综合能源系统的总运行成本最低为目标，对综合能源系统中各设备的功率进行分配；采用改进鲸鱼算法，计算所述优化调度模型的最优解；所述最优解为综合能源系统中各设备的最优功率分配；所述改进鲸鱼算法为在鲸鱼算法的鲸鱼个体位置更新步骤中采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索并调整收敛因子。2.根据权利要求1所述的综合能源系统的优化调控方法，其特征在于，所述优化调度模型的目标函数为：其中，m为目标函数值，M1为综合能源系统的运行成本，M2为综合能源系统的损耗修复成本，T为调控时间最大值，M
CT
(t)为t时刻燃气轮机的运行成本，M
GB
(t)为t时刻燃气锅炉的燃料成本，M
UM
(t)为t时刻综合能源系统的管理成本，M
Buy
(t)为t时刻综合能源系统向电网的购电费用，M
again
(t)为t时刻综合能源系统的重启成本。3.根据权利要求1所述的综合能源系统的优化调控方法，其特征在于，所述采用改进鲸鱼算法，计算所述优化调度模型的最优解，具体包括：初始化鲸鱼种群，得到初始种群，并设置最大迭代次数；所述初始种群中包括多个鲸鱼个体及各鲸鱼个体的初始位置；每个鲸鱼个体的初始位置表征一组综合能源系统中各设备的功率分配；计算初始种群中各鲸鱼个体的目标函数值；针对第i次迭代，将第i代种群中目标函数值最小的鲸鱼个体的初步位置作为当前最优位置；0<i；第1代种群为初始种群；第1代种群中鲸鱼个体的初步位置为对应的鲸鱼个体的初始位置；根据迭代次数及最大迭代次数，计算第i个收敛因子；针对第i代种群中的任一鲸鱼个体，根据所述当前最优位置、所述鲸鱼个体的初步位置及第i个收敛因子，计算所述鲸鱼个体的更新位置；判断所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离是否大于设定阈值；若所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离大于设定阈值，则采用冯诺依曼拓扑结构进行邻域搜索，确定邻域内最优位置；根据所述邻域内最优位置更新当前最优位置；根据迭代次数及最大迭代次数更新第i个收敛因子；根据更新后的当前最优位置、更新后的第i个收敛因子及所述鲸鱼个体的初步位置，确定所述鲸鱼个体的最终位置；若所述鲸鱼个体的初始位置与更新位置的距离小于或等于设定阈值，则将所述鲸鱼个体的更新位置作为所述鲸鱼个体...

【专利技术属性】
技术研发人员：步兵，王逸飞，于洁，黄浩嘉，王丽平，孙萍，刘长智，
申请(专利权)人：国电和风风电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：