申请/专利权人：兰州理工大学

申请日：2022-03-08

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114583750B

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02J3/46;G06N3/126;G06Q10/04;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.06.21#实质审查的生效;2022.06.03#公开

摘要：自适应遗传算法的MMC‑MG并网微源功率协调优化方法，该方法以每相需要投入发电模块总个数、输出电流、微源功率为约束条件。将微源最大输出功率作为构造适应度函数的主要因素。结合桥臂中N个适应度函数的均值和发电模块投切数量的变化量，以“适应度函数越小投入次数越多，适应度函数越大投入次数越少”为原则，对发电模块进行投切或替换操作。该方法实现了对微源的功率协调优化控制，提高微源的利用率，而且不影响系统的稳定运行。

主权项：1.自适应遗传算法的MMC-MG并网微源功率协调优化方法，其特征在于，其步骤为：步骤1：通过功率外环、电流内环得到调制波信号uxref，然后由载波层叠调制方法得到上、下桥臂中需要投入运行的发电模块GM个数Nxp或Nxn；所述步骤1中，uxref为x相调制波信号；Nxp为x相上桥臂需要投入的发电模块GM个数；Nxn为x相下桥臂需要投入的发电模块GM个数；x＝a,b,c；步骤2：根据桥臂中发电模块的投切数量、微源输出功率、系统输出电流构造适应度函数；系统中，每相共有2N个发电模块GM时，同一时刻上、下桥臂应投入的GM数之和为N，则上、下桥臂中需投入的发电模块GM个数必须满足以下约束条件： 公式中：Nxy为x相y桥臂需要投入的GM数；y＝p,n；p代表上桥臂；n代表下桥臂；N表示各桥臂中发电模块GM的总数；下桥臂投入的发电模块GM数Nxn从0到N变化，上桥臂投入的GM数Nxp从N到0变化；三相六桥臂中发电模块GM投入个数的约束用Fxyi1表示： 公式中：Fxyi1为桥臂中发电模块GM的投入个数约束；桥臂中微源输出功率的约束用Fxyi2表示： 公式中：PMxyi表示x相y桥臂中第i个微源输出的最大功率值；Pimin为微源输出最小功率；Pimax为微源输出最大功率；Fxyi2为桥臂中微源输出功率的约束；Fxyi2的值越大，表示桥臂中第i个发电模块GM的投入概率较大；反之，发电模块GM的投入概率越小；在并网运行模式下，还需考虑系统输出电流的平衡性；输出电流的约束用Fxyi3表示：Fxyi3＝ixref-ix2ixref表示x相输出电流参考值；ix表示x相输出电流实际值；综合考虑Fxyi1、Fxyi2、Fxyi3的约束条件，得到适应度函数Fxyi： 公式中：wxyi1、wxyi2、wxyi3分别表示各约束条件的权重，用以调整各约束条件的比重，0wxyi1～wxyi31；适应度函数值Fxyi越小，表示GM中微源输出功率较大；反之，GM中微源输出功率越小；步骤3：根据步骤2所述的适应度函数，计算x相y桥臂中N个适应度函数的平均值Fxy_a 步骤4：根据步骤2所述的适应度函数与步骤3所述的平均值，并结合桥臂中需投入发电模块的变化量，选择需要投入的发电模块GM；所述步骤4中，桥臂中需投入发电模块GM的变化量为 式中，△Nxp、△Nxn分别表示上、下桥臂需要投入发电模块GM的变化量；Nxp_on、Nxn_on表示上、下桥臂已投入的发电模块GM数；所述步骤4中，有三种情况：1Nxp＝N且Nxn＝0；2Nxp＝0且Nxn＝N；30NxpN或0NxnN；步骤41：情况1中，上桥臂投入N个发电模块GM，下桥臂投入0个发电模块GM；步骤42：情况2中，上桥臂投入0个发电模块GM，下桥臂投入N个发电模块GM；步骤43：情况3中，需要结合自适应遗传算法，使适应度函数较小的发电模块GM优先投入，使适应度函数较大的发电模块GM优先切除；情况3中，根据△Nxy的大小并比较Fxyi_on与Fxy_a的大小，以得到需要投入和切除的发电模块GM，其中，Fxyi_on表示已投入GM的适应度函数；a.△Nxy＝0，判断Fxyi_on与Fxy_a的大小；Fxyi_onFxy_a，桥臂中GM保持原有投切状态不变；Fxyi_onFxy_a，执行替换操作；替换操作含义为：将未投入且适应度函数较小的发电模块GM与已投入且适应度函数较大的发电模块GM进行替换；b.△Nxy0，判断Fxyi_on与Fxy_a的大小；Fxyi_onFxy_a，执行投入操作；Fxyi_onFxy_a，执行投入操作，同时执行替换操作，替换操作方法与a中所述相同；c.△Nxy0，判断Fxyi_on与Fxy_a的大小；Fxyi_onFxy_a，执行切除操作；若Fxyi_onFxy_a，执行切除操作，同时执行替换操作，替换操作方法与a中所述相同；所述步骤S4，投入和切除操作相当于变异，而替换操作相当于交叉；对适应值小的发电模块GM赋以较小的自适应变异概率，对适应值大的GM赋以较大的自适应变异概率；桥臂中适应值趋于一致或局部最优时，使交叉概率Pc和变异概率Pm减少；反之，适应值比较分散时，使Pc和Pm增加；针对适应值低于平均值的个体，使它对应较低的Pc和Pm，其表达式如下： 式中，k1,k2,k3,k4均为系数常数，且0＜k1,k2,k3,k4≤1.0；Fx'yi表示两个待替换发电模块GM操作中，适应值较小的发电模块GM；F″xyi表示要投入和切除操作的发电模块GM的适应值；Fmin表示发电模块GM中适应值的最小值。

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百度查询： 兰州理工大学 自适应遗传算法的MMC-MG并网微源功率协调优化方法

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