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一種基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法與流程

文檔序號(hào):12177726閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟S1:根據(jù)光伏陣列的串聯(lián)和并聯(lián)太陽能電池片的數(shù)量Ns和Np,設(shè)置光伏組件模型參數(shù)的搜索范圍;

步驟S2:采用蜂群智能優(yōu)化算法對(duì)光伏模型參數(shù)的進(jìn)行粗略全局搜索,獲取若干個(gè)的較優(yōu)的光伏模型參數(shù)初始值向量;

步驟S3:采用多個(gè)Nelder-Mead單純形在步驟S2中的一組最優(yōu)的光伏模型參數(shù)向量X附近進(jìn)行進(jìn)一步的粗略局部搜索;

步驟S4:采用單個(gè)自適應(yīng)Nelder-Mead單純形對(duì)步驟S3中的最優(yōu)的模型參數(shù)向量進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)局部搜索,以獲取最優(yōu)的光伏模型參數(shù)向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟S1中所述光伏模型為單二極管五參數(shù)模型和雙二極管七參數(shù)模型;單二極管光伏數(shù)學(xué)模型如下式所示:

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雙二極管數(shù)據(jù)模型如下式所示:

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其中IL和VL為實(shí)測(cè)IV曲線中的電流和電壓值;Vt為熱電壓由確定,其中K為玻爾茲曼常數(shù),q為基本電荷量;單二極管光伏模型五參數(shù)向量為[Iph,Io,n,Rs,Rsh],雙二極管光伏模型七參數(shù)向量為[Iph,Io1,n1,Io2,n2Rs,Rsh],其中Iph為光電流,Io為單二極管反向飽和,Io1、I2分別為雙二極管的反向飽和電路流,n為單二極管理想化因子,n1、n2分別為雙二極管理想化因子,Rs等效串聯(lián)電阻,Rsh為等效并聯(lián)電阻。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟S3中算法通過在給定的參數(shù)向量的范圍內(nèi),尋找一組最優(yōu)的參數(shù)向量X使得如下述公式所示:

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均方根誤差目標(biāo)函數(shù)OF(X)的取值最小,即表示實(shí)測(cè)IV曲線與仿真IV曲線最優(yōu)擬合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟S2包括以下步驟:

步驟S201:根據(jù)Xij=Xmin,j+rand(0,1)(Xmax,j-Xmin,j)初始化種群解Xi,Xi為D維向量,i=1,2,...,SN,SN為蜜源個(gè)數(shù),D為優(yōu)化參數(shù)的個(gè)數(shù),j∈{1,2,...,D};

步驟S202:計(jì)算種群中各個(gè)蜜蜂的適應(yīng)值;

步驟S203:設(shè)迭代次數(shù)Cycle初始值為1;

步驟S204:判斷迭代次數(shù)Cycle是否小于等于算法終止的迭代次數(shù)MEN,若是將當(dāng)前的迭代次數(shù)Cycle增加1并進(jìn)入步驟S25;否則根據(jù)適應(yīng)值對(duì)所有解進(jìn)行排序;

步驟S25:雇傭蜂根據(jù)產(chǎn)生新的解Vi并計(jì)算新的適應(yīng)值;式中j∈{1,2,...,D},k∈{1,2,...,SN},k隨機(jī)生成且k≠i,為[-1,1]之間的隨機(jī)數(shù);

步驟S206:雇傭蜂根據(jù)貪心策略選擇蜜源;

步驟S207:根據(jù)選擇蜜源Xi的概率Pi,式中fit(xi)為第i個(gè)解的適應(yīng)度值;

步驟S208:觀察蜂根據(jù)Pi選擇蜜源Xi,根據(jù)在該蜜源附近產(chǎn)生新的蜜源Vi的適應(yīng)值;

步驟S209:觀察蜂根據(jù)貪心策略選擇蜜源;

步驟S210:根據(jù)蜜源放棄閾值Limit判斷是否存在需要放棄的蜜源,若存在則通過Xij=Xmin,j+rand(0,1)(Xmax,j-Xmin,j)產(chǎn)生一個(gè)新的蜜源替代需要放棄的蜜源;否則直接進(jìn)入步驟S211;

步驟S211:記錄最優(yōu)解并返回步驟S204。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于:步驟S3包括以下具體步驟,其中f(X)為目標(biāo)函數(shù)OF(X):

步驟S301:在給定的起始點(diǎn)X1,根據(jù)Xi+1=(1+△)X1i,i=1,2,...,N,構(gòu)造N+1個(gè)頂點(diǎn)的單純形;式中△系數(shù)控制初始單純形的大小,N為自然數(shù);

步驟S302:判斷迭代次數(shù)Iter是否小于最大的迭代數(shù)Itermax,若是進(jìn)入步驟S302否則輸出最優(yōu)解;

步驟S303:對(duì)N維單純形的n+1個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行排序f(X1)≤f(X2)...f(Xn)≤f(Xn+1)。

步驟S304:根據(jù)公式(1):Xr=Xc+α(Xc-Xn+1)計(jì)算單純形的反射點(diǎn)Xr,式中,α為反射系數(shù);

步驟S305:判斷是否f(X1)≤f(Xr)≤f(Xn),若是則使得Xn+1=Xr,并進(jìn)入步驟S313;否則進(jìn)入步驟S306;

步驟S306:判斷是否f(X1)≤f(Xr),若是根據(jù)Xe=Xc+β(Xr-Xc)計(jì)算膨脹點(diǎn)Xe,式中,β為膨脹系數(shù),并進(jìn)入步驟S307,否則直接進(jìn)入步驟S308;

步驟S307:判斷是否f(Xe)≤f(Xr),若是則使得Xn+1=Xe,并進(jìn)入步驟S313,否則使Xn+1=Xr,并進(jìn)入步驟S313;

步驟S308:判斷f(Xn)≤f(Xr)≤f(Xn+1),若是則根據(jù)Xoc=Xc+γ(Xr-Xc)計(jì)算外縮收點(diǎn)Xoc,式中,γ為壓縮系數(shù),并進(jìn)入步驟S309,否則直接進(jìn)入步驟S310;

步驟S309:判斷是否f(Xoc)≤f(Xr),若是則使得Xn+1=Xoc并進(jìn)入步驟S313;否則直接進(jìn)入步驟S312;

步驟S310:判斷是否f(Xn+1)≤f(Xr),若是則根據(jù)Xic=Xc-γ(Xr-Xc)計(jì)算內(nèi)縮收點(diǎn)Xic,并進(jìn)入步驟S311;

步驟S311:判斷是否f(Xic)≤f(Xn+1),若是則使得Xn+1=Xic并進(jìn)入步驟S 313;否則直接進(jìn)入步驟S312;

步驟S312:根據(jù)Vi=X1+σ(Xi-X1)計(jì)算收縮點(diǎn)Vi,使Xi=Vi,并進(jìn)入步驟S313,式中,σ為收縮系數(shù),i=1,2,...,n+1;

S313:使得當(dāng)前迭代次數(shù)Iter增加1,并返回步驟S302。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于鷹策略和自適應(yīng)NM單純形的光伏模型參數(shù)辨識(shí)方法,其特征在于:所述的自適應(yīng)Nelder-Mead單純形體現(xiàn)在對(duì)其收縮系數(shù)采用線性的自適應(yīng)調(diào)整策略,自適應(yīng)Nelder-Mead單純形的四個(gè)系數(shù)設(shè)置為:反射系數(shù)ρ=1,膨脹系數(shù)β=1+2/dim,壓縮系數(shù)γ=0.75-1/2*dim,收縮系數(shù)σ=σmax-(σmaxmin)*Iter/Itermaxmax=1-1/dim,σmin=0.005,其中dim為參數(shù)向量的維數(shù),Iter為當(dāng)前的迭代數(shù),Itermax為最大的迭代數(shù)。

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