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基于改進多目標灰狼算法的冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)運行優(yōu)化

2022-06-08 14:05戚艷尚學(xué)軍聶靖宇霍現(xiàn)旭鄔斌揚蘇萬華
電測與儀表 2022年6期
關(guān)鍵詞:灰狼燃氣輪機出力

戚艷,尚學(xué)軍,聶靖宇,霍現(xiàn)旭,鄔斌揚,蘇萬華

(1.國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院,天津 300384; 2.天津大學(xué) 內(nèi)燃機國家重點實驗室,天津 300072)

0 引 言

隨著分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)的快速發(fā)展,熱電聯(lián)供(CHP)系統(tǒng)以及冷熱電聯(lián)供(CCHP)系統(tǒng)已成為提高能源效率和減少溫室氣體排放的關(guān)鍵解決方案[1]。CCHP系統(tǒng)采用能量梯級利用原理,使系統(tǒng)的能源利用效率顯著高于普通熱電效率,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。深入對CCHP型微電網(wǎng)的研究,致力于多種能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行,提高微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和環(huán)保性,對于CCHP型微電網(wǎng)的推廣與發(fā)展有著重要意義[2-3]。

目前,微電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度研究主要考慮經(jīng)濟和環(huán)保兩方面的因素。文獻[4]中采用模糊幾何加權(quán)的方法,建立了綜合運行費用和環(huán)境懲罰因子的目標函數(shù),對CCHP型微電網(wǎng)進行優(yōu)化調(diào)度。這種將多目標問題轉(zhuǎn)化為單目標的方法在微電網(wǎng)的運行優(yōu)化研究中使用普遍[5],但是也存在一定的問題。單目標優(yōu)化得到的運行策略單一,用戶無法進行靈活的選擇。同時,單目標優(yōu)化的結(jié)果無法使用戶直接對運行策略的經(jīng)濟性和環(huán)保性進行調(diào)控,單純以最佳的經(jīng)濟效益為目標。文獻[6]中采用MOPSO對熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)進行基于Pareto最優(yōu)解集的多目標運行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果中,用戶可以直觀地得到污染氣體排放和運行費用的具體情況。基于Pareto最優(yōu)解集的優(yōu)化結(jié)果具有多樣性,用戶在各種優(yōu)化策略中可以結(jié)合實際需要,權(quán)衡污染氣體排放和運行費用,做出最優(yōu)選擇。

如今,多目標優(yōu)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于:機械工程、土木工程和化工等研究領(lǐng)域。早期的多目標隨機優(yōu)化算法多為單目標優(yōu)化算法轉(zhuǎn)化而來,例如:SPEA[7]、NSGA-Ⅱ[8]、MOPSO[9]和MOEA/D[10]等應(yīng)用廣泛的優(yōu)化算法。文獻[11]提出了一種基于灰狼優(yōu)化算法(GWO)提出的多目標灰狼優(yōu)化算法(MOGWO),該算法具有收斂快、實現(xiàn)簡單的特點,并且在多目標基準測試函數(shù)中表現(xiàn)出優(yōu)于MOPSO和MOEA/D的性能,具有應(yīng)用推廣的潛力。然而,相同的優(yōu)化算法在不同的實際問題中的優(yōu)化性能無法得到保證,其在微電網(wǎng)多目標優(yōu)化問題的適用性尚待驗證。

文中以CCHP型微電網(wǎng)為研究對象,將微電網(wǎng)的運行費用和環(huán)境污染成本作為優(yōu)化目標,考慮冷熱電負荷和設(shè)備運行要求的約束,建立的微電網(wǎng)的多目標優(yōu)化模型,使用改進的MOGWO算法進行求解。最后,通過仿真結(jié)果驗證模型和改進算法的適用性與有效性。優(yōu)化結(jié)果具有多樣性與靈活性,以供用戶根據(jù)需要進行選擇,實現(xiàn)CCHP型微電網(wǎng)經(jīng)濟環(huán)保的運行。

1 CCHP型微電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型

文中研究的CCHP型微電網(wǎng),由風(fēng)機、光伏電池、微型燃氣輪機、蓄電池和大電網(wǎng)承擔電負荷,此系統(tǒng)與大電網(wǎng)根據(jù)需求進行買/賣電;余熱鍋爐、蓄熱槽和電采暖承擔熱負荷;溴化鋰吸收式制冷機和分體式空調(diào)承擔冷負荷,如圖1所示。下面對主要微源的模型進行詳細介紹。

圖1 CCHP型微電網(wǎng)

1.1 微型燃氣輪機模型[6,12]

微型燃氣輪機的效率與設(shè)備容量、負載水平相關(guān)。其效率的表達式為:

ηMTE=4.08×10-4PMTref+0.107RMT-8.91×10-5PMTrefRMT+0.169

(1)

ηMTH=-6.64×10-4PMTref-6.87×10-2RMT-1.33×10-4PMTrefRMT+0.693

(2)

式中hMTE為發(fā)電效率;hMTH為制熱效率;PMTref為設(shè)備的額定功率;RMT為荷載率。

1.2 余熱鍋爐模型

微型燃氣輪機的煙氣作為余熱鍋爐的熱源,產(chǎn)生蒸汽滿足微電網(wǎng)的熱負荷需求,額外的蒸汽還可以通過吸收式制冷機供冷。余熱鍋爐的功率為:

(3)

式中Pbl為余熱鍋爐的功率;PMT為微型燃氣輪機的功率;hbl為余熱鍋爐的效率。

1.3 溴化鋰吸收式制冷機模型

溴化鋰吸收式制冷機利用余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進行吸收式制冷,其數(shù)學(xué)模型為:

Pac=Qac·COPac

(4)

式中Pac為溴化鋰吸收式制冷機的制冷功率;Qac為余熱鍋爐為提供個制冷機的熱量;COPac為設(shè)備的制冷系數(shù)。

1.4 蓄電池模型

蓄電池可以儲存微電網(wǎng)中產(chǎn)生的多余電量和在用電高峰時段進行輔助供電。蓄電池的充放電狀態(tài)(SOC)為剩余電量與額定電量的比值:

(5)

式中Cnet蓄電池當前電量;C為蓄電池最大容量。

每個時間段蓄電池狀態(tài):

(6)

式中Pb為電池功率,放電為正;Δt為時間跨度。

1.5 蓄熱槽模型

蓄熱槽可以儲存微網(wǎng)產(chǎn)生的剩余熱量并加以利用,但在儲熱過程中會造成熱能的耗散。蓄熱槽的具體模型為:

EHST,t+Δt=EHST,t(1-φHST)Δt+ΔtPHST,t

(7)

式中EHST,t為t時段蓄熱槽內(nèi)的熱能;jHST為蓄熱的損耗系數(shù);PHST,t為設(shè)備t時段的功率,蓄熱為正,放熱為負。

1.6 風(fēng)力機模型

風(fēng)力機的輸出功率表達式為:

(8)

式中Pw為風(fēng)力機輸出功率;Vin切入風(fēng)速;Vout切出風(fēng)速;v當前風(fēng)速;Vr為額定風(fēng)速;PN風(fēng)力發(fā)電機組額定輸出功率。

1.7 光伏電池模型

光伏電池的輸出功率表達式為:

(9)

式中Ppv為光伏電池的輸出功率;PSTC標準條件下的輸出功率;G為實際光照強度;GSTC標準條件下的光照強度,1 000 W/m2;k為功率溫度系數(shù);Te為環(huán)境溫度;TN為組件額定溫度;TSTC模塊在標準條件下的表面溫度,25 ℃。

1.8 電采暖和分體式空調(diào)模型

當其它微源無法滿足冷熱負荷時,需要消耗電能來滿足用戶的需求。分體式空調(diào)的制冷功率表達式為:

Pec=Qec·COPec

(10)

式中Pec為分體式空調(diào)的制冷功率;Qec為消耗的電功率;COPec為分體式空調(diào)的制冷系數(shù)。

電采暖的制熱功率表達式為:

Peh=Qeh·COPeh

(11)

式中Peh為電采暖的制熱功率;Qeh為消耗的電功率;COPec為電采暖的制熱系數(shù)。

2 微電網(wǎng)多目標優(yōu)化模型

2.1 目標函數(shù)

微電網(wǎng)的優(yōu)化目標包括2個:最低的微電網(wǎng)運行費用、最低的環(huán)境污染成本。

2.1.1 微電網(wǎng)運行費用模型

微電網(wǎng)運行費用包括三個方面:天然氣費用、各微源的維護費用和微電網(wǎng)從大電網(wǎng)購售電產(chǎn)生的費用。優(yōu)化目標的數(shù)學(xué)表達式為:

(12)

式中F1為系統(tǒng)運行24小時總費用;N為微源的數(shù)量;Cgas為天然氣價格;Pj為微源j的功率;Cj為微源j的維護單位成本;l為棄風(fēng)成本系數(shù);Pw,e為棄風(fēng)功率;t為棄光成本系數(shù);Ppv,e為棄光功率;Cp為從大電網(wǎng)購電價格;Cs為向大電網(wǎng)售電價格;Pg為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交互功率,購電為正售電為負。

2.1.2 環(huán)境污染成本模型

微電網(wǎng)中產(chǎn)生污染氣的微源主要為微型燃氣輪機和大電網(wǎng),單純的將污染氣體的排放總量相加無法反映其對環(huán)境的影響程度,文中將微網(wǎng)產(chǎn)生的污染氣體的治理成本最少作為目標進行優(yōu)化,具體的數(shù)學(xué)表達式為:

(13)

式中F2為系統(tǒng)運行24小時產(chǎn)生污染氣體總的治理費用;k表示污染氣體的種類(包括CO2,NOx和SO2);WMT,k表示微型燃氣輪機產(chǎn)生污染氣體k的排放系數(shù);Wg,k表示大電網(wǎng)產(chǎn)生污染氣體k的排放系數(shù);Pg,p表示從大電網(wǎng)的購電功率(售電時為0);Ck表示污染氣體k的單位治理成本。

2.2 約束條件

微電網(wǎng)優(yōu)化模型的約束條件主要包含兩個方面:負荷約束和微源的運行約束。

2.2.1 電負荷約束

微電網(wǎng)各個微元輸出的電功率之和需滿足電負荷的需求。

蓄電池處于放電狀態(tài)時:

(Pw+PMT+Ppv+Pbηdis+Pg=PE)i

(14)

蓄電池充電狀態(tài)時:

(15)

式中PE為園區(qū)電負荷;hdis為蓄電池放電效率;hch為蓄電池充電效率。

2.2.2 熱負荷約束

余熱鍋爐、蓄熱槽和電采暖的輸出熱功率之和需滿足園區(qū)熱負荷的需求,且余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽優(yōu)先滿足熱負荷,多余的蒸汽可用于制冷和蓄熱。但是由于蓄熱槽的容量限制可能會造成熱能的浪費。蓄熱槽放熱:

(Pbl+PHSTμdis+Peh≥PH)i

(16)

蓄熱槽蓄熱:

(17)

式中PH為園區(qū)熱負荷;mdis為蓄熱槽放熱效率;mch為蓄熱槽蓄熱效率。

2.2.3 冷負荷約束

溴化鋰吸收式制冷機和分體空調(diào)輸出的冷功率之和需滿足園區(qū)冷負荷需求:

(Pac+Pec=PC)i

(18)

式中PC為園區(qū)冷負荷。

2.2.4 儲能設(shè)備的約束條件

為了保護蓄電池的工作壽命,蓄電池的SOC應(yīng)處于一定的范圍內(nèi):

(SOCmin≤SOC≤SOCmax)i

(19)

式中SOCmin和SOCmax是蓄電池電荷狀態(tài)允許的最小和最大值。

蓄熱槽的需熱量也存在著一定約束:

(EHST,min≤EHST≤EHST,max)i

(20)

式中EHST,min和EHST,max是蓄熱槽的蓄熱量所允許的最小和最大值。

2.2.5 設(shè)備的運行約束

微電網(wǎng)內(nèi)微源的運行功率都應(yīng)該處于對應(yīng)的范圍內(nèi):

(Pj,min≤Pj≤Pj,max)i

(21)

式中Pj,min為微源j的運行功率下限;Pj為微源j實際運行功率;Pj,max為微源運行功率上限。

2.2.6 微型燃氣輪機的爬坡約束

-Rdown

(22)

式中PMT(t)、PMT(t-1)表示t、t-1時刻微型燃氣輪機的功率;Rdown、Rup表示最大向下和最大向上爬坡速率。

2.2.7 與大電網(wǎng)交互功率的約束

為了減小微電網(wǎng)對大電網(wǎng)造成過大的負荷波動,影響大電網(wǎng)的穩(wěn)定性,對微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交互功率進行一定的限制。

Pg,min≤Pg≤Pg,max

(23)

式中Pg,min為與大電網(wǎng)交互的功率下限;Pg,max為與大電網(wǎng)交互的功率上限。

3 改進多目標灰狼優(yōu)化算法

3.1 多目標灰狼優(yōu)化算法

灰狼優(yōu)化算法是文獻[13]受狼群合作捕食過程啟發(fā)而提出的新型群體智能優(yōu)化算法。2015年又在此基礎(chǔ)上提出了多目標灰狼優(yōu)化算法(MOGWO)。

Di(k)=|C·Xp(k)-Xi(k)|

(24)

Xi(k+1)=Xp(k)-A·Di(k)

(25)

式中Xp(k)表示獵物目前所在位置;C和A為影響系數(shù),其計算公式如下:

A=2aR1-a

(26)

C=2R2

(27)

式中R1和R2為[0,1]之間的隨機數(shù),a按照式(28)線性減?。?/p>

(28)

在灰狼優(yōu)化算法中,將每次迭代中目標函數(shù)值最優(yōu)的三個位置依次分配給a、b和d,其余個體根據(jù)這三個最優(yōu)個體位置更新自己的位置。相較于GWO,MOGWO中引入了外部種群Archive并對a、b和d的選擇策略進行了改動。Archive用于儲存每一代產(chǎn)生的優(yōu)秀個體,即非支配解。并且按照一定的策略進行更新和刪除。MOGWO算法直接從Archive采用輪盤賭的方式選擇三只優(yōu)秀個體作為a、b和d。最終,外部種群Archive中的個體即為優(yōu)化問題的一組Pareto最優(yōu)解。

3.2 改進多目標灰狼優(yōu)化算法

文中微電網(wǎng)的優(yōu)化問題是非線性的多約束問題,在利用原始MOGWO算法進行求解的過程中,眾多約束條件使得算法的計算時間增加,為了改善這一問題本文對MOGWO算法及優(yōu)化模型進行了如下改進:

(1)優(yōu)化模型的簡化。通過對微電網(wǎng)優(yōu)化模型的簡化可以有效減少灰狼的維數(shù)從而縮短求解時間:風(fēng)機和光伏電池的維護成本相對較低且沒有燃料費用和污染排放,故在優(yōu)化時可以按照可能的最大功率出力;

(2)灰狼初始化和位置更新的方式改變。在原始MOGWO中灰狼個體位置的每一維坐標是同時生成的,即每個微源在24個小時內(nèi)的出力同時生成。原算法灰狼的位置向量表示為:

X=(xa,1,...,xa,24,xb,1,...,xb,24,xc,1,...,xc,24)

(29)

式中a,b,c代表不同的微源,數(shù)字代表不同的時段。如某個設(shè)備在某個時段的功率不符合約束的要求,整個灰狼的位置都要進行重新生成,造成運算量增加。針對微電網(wǎng)的約束和時間段的相關(guān)性,本文將每只灰狼個體位置按時間分為24組,將同一時間段的設(shè)備出力分為一組進行初始化和更新,即:

Xi=(xa,i,xb,i,xc,i)

(30)

判定滿足約束時再進行下一組設(shè)備出力的初始化或更新,24個組都滿足約束后進行合并和后續(xù)運算。這種做法的優(yōu)勢在于,當某個時段的設(shè)備出力不符合約束時,只需重新生成該時段的設(shè)備出力而非個體的所有時段的設(shè)備出力,從而縮短計算時間。

(3)MOGWO算法的前期探索能力不足,對于式(28)中的控制參數(shù)a而言,a越大則算法的探索能力越強[14-15]。在文中將線性縮小的a改為式(31)的冪函數(shù)形式,以提高算法前期的探索能力,經(jīng)多次求解發(fā)現(xiàn)當指數(shù)為4時優(yōu)化效果最佳。

(31)

改進后的MOGWO算法的主要步驟如下:

(1)步驟1:設(shè)置灰狼的數(shù)量、最大迭代次數(shù)、搜索范圍和外部種群Archive的參數(shù)等控制參數(shù);

(2)步驟2:灰狼初始化。隨即生成灰狼個體,檢驗是否滿足約束條件,直至生成足夠數(shù)量的合格個體。計算灰狼的目標函數(shù)值,確定非支配個體,更新Archive;

(3)步驟3:從Archive中按輪盤賭法選擇a、b和d狼,其余灰狼根據(jù)a、b和d狼的位置進行更新,檢驗新生成的灰狼是否滿足約束條件,直至生成足夠數(shù)量的合格灰狼個體;

(4)步驟4: 計算灰狼的目標函數(shù)值,確定非支配個體,更新Archive;

(5)步驟5:重復(fù)步驟3、步驟4,直至達到最大迭代次數(shù);

(6)步驟6:輸出Archive中的灰狼位置,即為微電網(wǎng)優(yōu)化問題的一組Pareto解集。

4 CCHP型微電網(wǎng)優(yōu)化算例分析

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

微電網(wǎng)優(yōu)化所需數(shù)據(jù)包括:冷、熱、電三種負荷的預(yù)測(圖2)、微源的相關(guān)參數(shù)和維護費用(表1)、與電網(wǎng)交易的電價(表2)、污染氣體排放系數(shù)(表3)和天然氣價格等。園區(qū)所用蓄電池的容量下限和上限為160 kW·h和480 kW·h,初始電量為160kW·h。蓄熱槽的容量EHST,min和EHST,max為0和200 kW·h,初始蓄熱量為100 kW·h。微型燃氣輪機的燃料為天然氣,價格為:Cgas=0.175元/kW·h。

圖2 冷、熱、電負荷預(yù)測

表1 微源的相關(guān)數(shù)據(jù)

表2 與大電網(wǎng)交易價格

表3 污染物排放系數(shù)及治理成本

4.2 模型仿真及結(jié)果分析

4.2.1 模型仿真

前文已在微電網(wǎng)的優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上對MOGWO進行了改進,風(fēng)機和光伏電池按照預(yù)測的最大功率的出力(圖3),當風(fēng)機和光伏的出力溢出,產(chǎn)生的棄風(fēng)、棄光也已考慮在運行費用中。模型中其它需要直接進行輸出功率優(yōu)化的微源包括:微型燃氣輪機、蓄電池和大電網(wǎng),其余微源的出力可以根據(jù)數(shù)學(xué)模型和約束條件得到?;依俏恢玫拿恳痪S坐標代表某個微源一個時間段內(nèi)的出力,維度為72。

圖3 風(fēng)機和光伏電池的出力預(yù)測

優(yōu)化模型中,搜索灰狼個體的數(shù)目為100,最大迭代次數(shù)為200,外部種群Archive的容量為70。仿真結(jié)果得到70個Pareto最優(yōu)解,即種可供用戶選擇的控制策略,每個控制策略的運行費用和環(huán)境污染成本各不相同,具體的解集如圖4所示。

圖4 優(yōu)化結(jié)果

4.2.2 優(yōu)化運行策略的分析

圖5中是運行費用最小時的電功率出力優(yōu)化。圖中的電功率曲線沒有包含風(fēng)機和光伏電池的出力,風(fēng)機和光伏電池的出力按照前文的預(yù)測值計算,剩余的電負荷由微型燃氣輪機、蓄電池和大電網(wǎng)承擔。從圖5中可以看出,燃氣輪機滿負荷工作的時間段為第12~15和18~21時段,因為電費的峰時包含在這兩個時間段內(nèi),此時燃氣輪機的發(fā)電成本低于從大電網(wǎng)購電的費用,另外滿負荷工作的燃氣輪機有更高的效率,為了降低運行費用優(yōu)先使用燃氣輪機供電。另外,燃氣輪機在電價處于谷時的第1~6和23~24時段出力很低,微電網(wǎng)優(yōu)先使用更加廉價的大電網(wǎng)供電,可以進一步降低成本。

圖5 運行費用最低策略的電功率出力

蓄電池的功率和蓄電量如圖6所示。在第1~9和16~17時段蓄電池都處于充電狀態(tài),這些時段的電價都處于平時或谷時,園區(qū)從大電網(wǎng)購買低價的電能;而在第11~15和18~22時段,從大電網(wǎng)購電的價格最高,蓄電池開始放電,承擔園區(qū)內(nèi)的電負荷,減少在用電高峰時段從電網(wǎng)購買高價電能,蓄電池這種削峰填谷運行策略有效提高了微電網(wǎng)的經(jīng)濟性。大電網(wǎng)在第1~7和第23~24時段承擔園區(qū)內(nèi)主要的電負荷,這段時間的電價低也恰好位于谷時。在所有的電價的峰時段,微型燃氣輪機都處于滿負荷工作狀態(tài),在這些時段微型燃氣輪機和蓄電池承擔園區(qū)的電負荷,產(chǎn)生的多余電能出售給電網(wǎng),而此時向大電網(wǎng)售電的價格最高,進一步實現(xiàn)了運行費用的減少。

圖6 運行費用最低策略的蓄電池工作曲線

圖7是運行費用最小時的冷、熱能功率出力。在微型燃氣輪機出力較低的第1~6和23~24時段,冷負荷完全由分體空調(diào)承擔;熱負荷則是使用蓄熱槽內(nèi)的熱能承擔。在微型燃氣輪機出力較高的第8~16,燃氣輪機產(chǎn)生的熱量通過余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機可以滿足冷熱負荷,產(chǎn)生的多余熱量儲存在蓄熱槽中,此時分體空調(diào)停止工作。由于蓄熱槽的容量限制,蓄熱在第17時段達到蓄熱量的上限,不再蓄熱,但是微型燃氣輪機仍然會產(chǎn)生多余的熱量,此時會造成熱量的浪費情況。

圖7 運行費用最低策略的冷、熱能功率出力

圖8為優(yōu)化結(jié)果中環(huán)境污染成本最低的運行策略的電功率曲線。系統(tǒng)內(nèi)污染氣體來自微型燃氣輪機和大電網(wǎng),且從燃氣輪機和大電網(wǎng)排放的數(shù)學(xué)模型可以看出微型燃氣輪機的環(huán)保性更優(yōu),在該種策略下燃氣輪機的24小時的總出力為1 469 kW·h,明顯高于最低運行費用策略的1 330 kW·h。另外,為了減小污染氣體產(chǎn)生,燃氣輪機生產(chǎn)多余的電能出售給大電網(wǎng)的情況也很少出現(xiàn)。

圖8 環(huán)境污染成本最低策略的電功率出力

通過優(yōu)化結(jié)果還可以看出,兩個目標存在著制約的關(guān)系,無法同時達到最優(yōu),前文所述的兩種運行策略是兩個目標分別達到最優(yōu)情況下的策略,優(yōu)化結(jié)果中還包含其它折中的運行策略。選擇基于Pareto最優(yōu)解集的多目標優(yōu)化方法的優(yōu)勢在于,用戶自行決定對這兩個目標的側(cè)重程度,根據(jù)需求選擇運行策略,更具靈活性和多樣性。

4.2.3 算法比較

針對文中研究的問題采用傳統(tǒng)MOGWO算法的得到Pareto解集,采用盒須圖對兩種算法求解所得Pareto前沿進行比較(圖9)。各目標函數(shù)值分布越廣,算法的全局搜索性能就越好。對比結(jié)果表明改進MOGWO的全局搜索性更優(yōu)。為了消除算法隨機性帶來的誤差,分別獨立運行兩種算法20次,對比結(jié)果與上述近似。另外,在對灰狼的位置初始化和更新方式調(diào)整后,改進MOGWO算法的求解速度明顯快于傳統(tǒng)MOGWO算法。

圖9 優(yōu)化結(jié)果對比

5 結(jié)束語

文中針對CCHP型微電網(wǎng)的多目標運行優(yōu)化問題,構(gòu)建了以運行費用和環(huán)境污染成本為多目標的運行策略優(yōu)化模型,采用改進的MOGWO算法求解。結(jié)合仿真分析,對優(yōu)化模型及算法的適用性和有效性進行驗證,得到了下列結(jié)論:

(1)通過對MOGWO算法進行狼群的初始化和更新方式的改變以及優(yōu)化控制參數(shù)的調(diào)整策略,再結(jié)合微電網(wǎng)優(yōu)化模型進行改進。改進MOGWO算法對微電網(wǎng)的多目標運行優(yōu)化問題的優(yōu)化結(jié)果全局搜索性和計算速度均優(yōu)于原始算法;

(2)對優(yōu)化結(jié)果的分析表明,不同的優(yōu)化策略通過改變各個微源的出力,可以對兩個目標實現(xiàn)不同程度的優(yōu)化,實現(xiàn)降低運行成本、減少污染氣體排放的目標;

(3)優(yōu)化目標之間存在一定的制約關(guān)系,無法同時達到最優(yōu)。本文建立的CCHP型微電網(wǎng)多目標優(yōu)化模型可以讓用戶根據(jù)實際需要選擇運行策略,優(yōu)化結(jié)果具有靈活性與多樣性。

CCHP型微電網(wǎng)的研究涉及運行優(yōu)化、能效評估、微源模型建立與計算方法等多個方面;智能優(yōu)化算法面對非線性多約束問題的優(yōu)化能力有待提高,針對這些問題今后可以開展更深入的研究。

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