[发明专利]基于粒子群算法的火力发电机组一次调频参数优化方法

摘要

本发明提供一种基于粒子群算法的火力发电机组一次调频参数优化方法，涉及火力发电机组一次调频技术领域。本发明将优化算法引入一次调频控制参数配置，给出了基于粒子群算法的火力发电机组一次调频参数优化方法的数学建模、约束条件、目标函数及优化流程。实现一次调频过程增加耗煤量所需要的额外经济支出最小(即一次调频控制经济性)为目标，稳定性为约束的一次调频死区和转速不等率参数配置，在确保电网频率安全的前提下，积极响应节能减排的政策号召，探索一次调频中的经济性。

主权项

一种基于粒子群算法的火力发电机组一次调频参数优化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、在MATLAB的Simulink模块中建立一次调频经济性分析的多台同步发电机并联运行模型，即多机并网仿真模型；步骤二、采用粒子群优化算法，利用MATLAB平台对一次调频调速系统的调频死区和转速不等率进行优化：粒子群算法随机产生粒子群的初始位置及初始速度，其中粒子的位置表示机组调频死区和转速不等率的数值，粒子的速度表示调频死区、转速不等率下一次迭代过程中的改变增量，以粒子群的位置作为一次调频参数的解，使用function函数进行主函数与Simulink模块中的多机并网仿真模型的连接，将机组调频死区和转速不等率的值导入Simulink模块中的多机并网仿真模型，进行仿真运行，用示波器以数组形式导出每台机组在一次调频过程中的输出功率以及系统在一次调频过程中的频率；步骤三、在MATLAB的Workspace中提取每次迭代后的导出数值，以式(1)作为衡量一次调频经济性的标准：S=Σi=1MSi=Σi=1MΣt0t1(Cit·Pit)·t+r(k)(Δf-0.2)+r(k)Σi=1M(ΔPT,i,t-ΔPT,i‾)---(1)]]>式(1)中，M为电网中发电机的数目；Si表示机组i在一次调频过程中的煤耗量，从一次调频开始动作的t0时刻到一次调频结束动作t1时刻为止，Pit及Cit分别为机组i在t时刻的瞬时功率及瞬时煤耗，r(k)为惩罚因子，其初值根据实际要求选取，此处取正无穷，Δf为电力系统的频率偏差，ΔPT,i,t为机组一次调频过程中第i台机组t时刻的功率增幅；表示为第i台火电发电机组的一次调频容量最大值，同时导出的数值需满足以下约束条件：a)机组一次调频容量限制：0≤ΔPT,i,t≤ΔPT,i‾]]>b)电力系统的频率偏差不应该超过±0.2Hz，即：Δf<0.2将式(1)中函数值S作为粒子群算法中的适应度值fitness进行判断优化算法是否终止，若满足终止条件则优化过程结束，同时最终得到的最优目标函数所对应的粒子位置即为优化后的一次调频参数参考值，若不满足终止条件则更新粒子群，继续下一次的迭代。