[发明专利]一种考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法

权利要求书

1.一种考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立混合储能系统中的储能元件数学模型；

2)根据步骤1)建立储能系统的高低功率分配模型；

3)根据步骤2)建立一种多目标鲸鱼算法；

4)对步骤3)中鲸鱼算法的线性控制因子进行改进，建立一种基于非线性控制因子的改进多目标鲸鱼算法；

5)在步骤4)的基础上建立改进多目标鲸鱼算法的约束条件；

6)建立包含容量成本和功率抑制的混合储能容量优化模型；

7)在步骤5)根据优化目标函数对混合储能容量优化模型进行求解。

2.根据权利要求1所述的考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法，其特征在于，步骤1)建立的储能系统中储能原件的数学模型为：储能元件包括蓄电池和超级电容器，蓄电池荷电状态模型为：

其中，SOC(t)表示蓄电池当前荷电状态，SOC₀表示蓄电池初始荷电状态，Q_bat表示电池额定容量，Ib表示蓄电池流经的电流值，dt表示时间积分微量；

超级电容器模型为：

其中，Et表示超级电容器容量，C表示超级电容器电容值，V_t表示超级电容器电压值，V₀表示超级电容器电压初始值，I_c表示超级电容器电流值，t表示超级电容器工作时间，R表示超级电容器等效电阻值。

3.权利要求2所述的考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法，其特征在于，步骤2)的具体实现方法为：采用高通滤波原理对混合储能系统功率平抑目标进行分配；超级电容器应平抑的功率为：蓄电池应平抑的功率为：由于在实际工作环境中还应根据储能单元的当前运行状态调整其平抑功率，以期保证其安全稳定运行，因此对储能设备的剩余电量、荷电状态和功率限值进行考虑；在已知两种储能的参考平抑功率后，据此得出对应储能的剩余电量。

4.权利要求3所述的考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：WOA算法假设当前最优解是接近捕获猎物的最近位置或者是捕获猎物的最佳位置，当确定了最佳搜索代理后，其他的代理将变更他们的坐标来向着最佳搜索代理的位置移动；其搜索代理位置公式更新如下式所示：D＝|X(t)-cX_best(t)|，X(t+1)＝X_best(t)-AD式中：t是当前迭代值；A和C分别表示系数；X_best(t)和X(t)分别表示当前的最佳位置和搜索代理目前所在的位置；A和C的数学计算公式如下所示：A＝2a(r₁-1)，这个过程模仿真正座头鲸的螺旋形运动；能够更新的鲸鱼位置x(t)Tmax为迭代最大的次数；r₁和r₂是分布在区间[0,1]的随机值；a在迭代过程线性减小；在每次迭代中，当有更好的方案时更新X_best的位置；在座头鲸和猎物之间使用螺旋方程来更新座头鲸的位置，X(t+1)＝D·e^bl·cos(2πl)+X_best(t)，D＝|X(t)-X_best(t)|B定义为对数螺线形状常数；L为[-1,1]之间的随机数；D为座头鲸和猎物之的距离；当A的值位于区间[-1,1]之外时，鲸鱼算法寻找远离参考位置的代理的位置，随机选定一个搜索代理的位置作为最优位置，使鲸鱼算法具有全局搜索能力；其中，Xr_and为随机给定的代理位置D″＝|X_rand·C-X|，X(t+1)＝X_rond-A·D″。

5.权利要求4所述的考虑成本约束及平抑功率波动的混合储能配置的方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法为：引入了余弦非线性控制因子，其具体表达式为