(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111400158.4 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 华能新能源股份有限公司 地址 100036 北京市海淀区复兴 路甲23号 10、 11层 申请人 北京华能新锐控制技 术有限公司 (72)发明人 叶林　麻红波　翁存兴　王雪璐　 余瑞锋　蒋成文　倪艳红　田长凤　 刘庭　王宏伟　 (74)专利代理 机构 北京中知法苑知识产权代理 有限公司 1 1226 代理人 李明　赵吉阳 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可 再生能源系统优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于帝国竞争算法的离 网风氢混合可再生能源系统优化方法， 属于离网 风/氢混合可再生能源系统容量优化技术领域， 包括建立优化模型， 对总净年度成本进行优化； 对帝国进行初始化； 结合离网风氢混合可再生能 源系统各 组件最优混合， 定义每个帝国主义国家 的标准化权力； 帝国所属的殖民地不断向帝国靠 近； 判断帝国范围内是否有殖民地成本小于帝 国； 计算帝国的所有总成本； 帝国主义竞争； 淘汰 最弱的帝国， 循环结果中只剩一个帝国时， 算法 停止； 进而获得最优的总净年度成本； 该方法可 有效掌握离网风氢混合可再生能源系统各个部 分的具体成本， 且运算方法收敛块， 有效准确的 将系统的年净总成本和供电损失的概率降到最 低， 经济效益巨大。 权利要求书4页 说明书11页 附图2页 CN 114202108 A 2022.03.18 CN 114202108 A 1.一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生能源系统优化方法， 其特征在于， 该 基于帝国竞争算法的离网风氢混合可 再生能源系统优化方法包括下列步骤： 建立优化模型， 对总净年度成本进行优化， 其中总净年度成本包括离网风氢混合可再 生能源系统中的风电机组、 氢气罐、 电解槽、 逆变 器和燃料系统的维护和运行成本组成； 对帝国进行初始化， 根据帝国实力对殖民地进行划分， 定义帝国主义国家标准 化成本； 结合离网风氢混合可再生能源系统各组件最优混合， 定义每个帝国主义国家的标准化 权力； 每个帝国主义国家 的标准化权力对应帝国殖民地数量， 同化殖民地， 帝国所属的殖民 地不断向帝国靠 近； 判断帝国范围内是否有殖民地成本小于帝国， 若 有， 则交换帝国与殖民地的位置； 计算帝国的所有总成本； 帝国主义竞争， 各个帝国将对最弱帝国中最弱的殖民地进行竞争， 越强的帝国获得胜 利的可能性越大； 淘汰最弱的帝国， 当帝国失去所有的殖民地时， 将被淘汰； 融合， 当循环结果中只剩一个帝国时， 其 他均为殖民地， 算法停止； 进而获得最优的NHT和AWT， 进而获得最优的总净年度成本， 其中NHT是整数决策变量， AWT 是连续决策变量。 2.根据权利要求1所述的一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生 能源系统优化 方法， 其特 征在于， 所述总净年度成本的优化模型为： 对于以上优化模型， 约束条件为0≤AWT≤AWT‑Max,0≤NHT≤NHT‑Max， 其中NHT是整数决策变 量， NHT是连续决策变量。 3.根据权利要求2所述的一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生 能源系统优化 方法， 其特 征在于， 所述约束条件 还包括： βD≥β 其中β 为供电可靠性损失， 其 为0‑1之间的数字， 在时期T内部满足以下关系： 在上述关系中， βD表示最大允许β 。 4.根据权利要求1所述的一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生 能源系统优化 方法， 其特 征在于， 所述帝国主义国家标准 化成本定义为： Cn＝cn‑max{ci} 其中cn为n第个帝国主义国家的成本， 每 个国家的成本为Cost， 采用输入函数f(x)主导。 5.根据权利要求4所述的一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生 能源系统优化 方法， 其特 征在于， 所述每 个帝国主义国家的标准 化权力定义 为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114202108 A 2由此， 定义 一个帝国主义国家的殖民地的初始数量 为： N·Cn＝round{pn·Ncol} 其中N·Cn是第n个帝国的殖民地的初始数量， Ncol是所有殖民地的数量。 随机选择每个 帝国殖民地的初始数量， 这些殖民地与 帝国主义国家 一起构成第n个帝国， 帝国中的殖民地 以x为单位向帝国主义国家 移动， 以殖民地到帝国主义国家的向量 为运动方向； 定义x为满足均匀分布的随机变量： x～U(0, β ×d) 其中β ＞1表示殖民地双向接 近帝国主义国家， d是 殖民地与帝国主义之间的距离； 定义帝国的总成本为： T·Cn＝Cost(imperial ist)+ξ mean{Cost(co loniesofempire)} 其中， Cost为每 个国家的成本， 其约束条件为f(x)； 进而每个帝国的标准 化总成本为： N·T·Cn＝T·Cn‑max{T·Ci} 进而帝国的标准 化权力定义 为： 根据各个帝国所拥有的概 率， 形成向量P 其中 创建与P元 素个数相同的向量R， 元 素时均匀分布的随机数： R＝[r1,r2,r3,...,rN] r1,r2,r3,...,rN～U(0,1) 根据向量D将上述殖民地交给一个帝国， 竞争失败的帝国殖民地将被分割给其他的帝 国， 当它失去了所有的殖民地时， 将 被淘汰， 重复这个过程， 直到所有的帝国都被淘汰， 只剩 一个最强大的帝国， 停止算法。 6.根据权利要求1所述的一种基于帝国竞争算法的离网风氢混合可再生 能源系统优化 方法， 其特征在于， 所述风电机组的成本包括投资成本的年净值IWT(NAV)和年度运行和维护 成本OMWT， 风力发电机组的成本可表示 为： TNACWT＝IWT(NAV)+OMWT 其中 OMWT＝AWT·COM‑WT权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114202108 A 3