上海電力大學張偉娜獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉上海電力大學申請的專利一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119382131B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411942786.9,技術領域涉及:H02J3/00;該發明授權一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法及系統是由張偉娜;徐喆;畢忠勤;劉方雨;栗風永設計研發完成,并于2024-12-27向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法及系統在說明書摘要公布了:本發明涉及一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法及系統。該方法首先收集并分析高鐵沿線氣象數據,得到太陽輻射率,再利用太陽輻射率計算光伏系統的輸出功率,然后構建儲能模型,分工況計算負載需求功率,最后,利用光伏系統的輸出功率、儲能模型和負載需求功率建立目標函數,并在約束條件下,采用IGWO?WOA混合優化算法優化儲能模型,以得到儲能的最優配置,完成高鐵混合電力系統光儲協同規劃。與現有技術相比,本發明具有減少碳排放量,減少列車總能耗和提高發電效率等優點。
本發明授權一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種高鐵混合電力系統光儲協同規劃方法,其特征在于,該方法包括以下步驟: S1、收集并分析高鐵沿線氣象數據,得到太陽輻射率; S2、建立光伏系統,利用太陽輻射率計算光伏系統的輸出功率; S3、構建儲能模型; S4、按照列車不同的工況,對應計算列車的負載需求功率; S5、利用光伏系統的輸出功率、儲能模型和列車的負載需求功率建立目標函數,并在設定的約束條件下,采用IGWO-WOA混合優化算法優化儲能模型,以得到儲能的最優配置,結合光伏系統和優化后的儲能模型,為列車提供光儲協同供電; 步驟S5中的目標函數基于碳排放量構建,其具體公式如下: minCarbon=EGrid÷FactorCarbon Egrid=Pgridt×t PGridt=PLoadt–PPVt–Pcht–Pdist 式中,Carbon為碳排放量;EGrid為電網用電量;FactorCarbon是碳排放因子;PGrid-t為t時刻電網的輸出功率;PLoadt為t時刻列車的負載需求功率;PPVt為t時刻光伏設備的輸出功率;Pcht為t時刻儲能裝置的充電功率;Pdist為t時刻儲能裝置的放電功率; 步驟S5中采用IGWO-WOA混合優化算法,并在優化儲能模型的過程中應用混合變異策略,并將儲能的潛在配置作為個體位置,若干個體組成種群,其具體優化過程為: S51、初始化儲能模型、種群數量、最大迭代次數、WOA與GWO的比例、收斂因子和WOA螺旋的搜索半徑,其中,種群數量代表儲能模型潛在解的數量,收斂因子的值從2減少至0,WOA螺旋的搜索半徑的值從1減小至0,此外,還設定高鐵電網的輸出功率、儲能裝置的工作功率以及儲能裝置的容量,并在此過程中引入高斯變異來增加種群多樣性; S52、初始化種群中個體的位置,并計算alpha參數,以迭代更新WOA與GWO的比例、收斂因子和WOA螺旋的搜索半徑,在此過程中引入均勻變異來平衡探索和開發; 具體是在每一輪迭代中,首先計算alpha參數,alpha參數根據當前迭代次數使用對數函數進行非線性調整,隨著迭代alpha參數不斷變小,使收斂因子和WOA螺旋的搜索半徑在優化過程中以不同的速度變化,alpha參數的變化影響非線性自適應參數收斂因子和WOA螺旋的搜索半徑的更新速度,以及WOA與GWO的比例r; S53、選取種群中3個最優個體作為參考個體,根據參考個體與目標函數對其余各個體進行WOA螺旋更新,計算個體新位置,然后聯合WOA與GWO的比例,調整并確定最優個體新位置,在此過程中引入隨機重置變異來防止結果陷入局部最優; 具體是在每一輪迭代后,從當前種群中選出前3個最優個體,將這些個體將作為后續更新的參考點,對每個個體進行WOA螺旋更新,計算個體到最優個體的距離,并據此計算個體新位置的調整項da,調整項da表示基于WOA的螺旋更新項,并針對種群中的每個個體,基于前3個最優個體計算個體新位置,再根據比例r調整確定最優個體新位置; S54、判斷是否達到最大迭代次數,若是,則停止并返回最優個體新位置作為儲能的最優配置;若否,則返回步驟S53。
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