[发明专利]一种波浪发电的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及海洋发电领域，特别涉及一种波浪发电的方法和系统。

背景技术

海洋中蕴藏着巨大能量，依靠较高效率的波浪能量转换器(WEC)，可将其转化为电能供人类利用。如何增加波浪发电系统的输出功率，是波浪发电研究的关键技术。

为实现最大波浪能捕获，各种控制策略应运而生。现阶段有智能优化算法，主要以粒子群算法为主，但易使波浪发电系统负载值陷入局部最优，较难得到全局最优解，个体全局搜寻能力一般，波浪发电系统的平均输出功率较低。

因此，需要一种能针对遗传算法、粒子群等优化算法存在早熟收敛和全局搜索能力不足的问题，进而提高波浪发电系统的平均输出功率为目标的系统最优负载的波浪发电方法。

申请内容

本申请的目的是提供一种波浪发电方法和系统，解决了波浪发电系统粒子群算法最优负载求解过程中，存在全局搜索能力不足、难以获得全局最优解的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种波浪发电方法，具体技术方案如下：

S1：创建种群并计算所述种群中个体的第一个体位置对应的目标函数值；

S2：将所述目标函数值按设定顺序排序，根据所述设定顺序下的目标函数值计算隶属度，根据所述隶属度计算搜索步长；

S3：分别计算所述个体的搜寻利己方向、利他方向和预动方向的随机加权几何平均以确定搜索方向；

S4：根据所述搜索步长和所述搜索方向将所述个体由所述第一个体位置更新至第二个体位置；

S5：迭代地将所述第二个体位置作为第一个体位置进入S1，直至迭代次数达到预设值时结束迭代，并输出最优个体位置及其对应的最优目标函数值；

S6：将所述最优目标函数值作为最佳阻尼力阻尼系数代入阻尼力阻尼系数与输出平均功率的数学关系式中以实现最大功率的波浪发电。

其中，所述方法还包括：

将所述最优个体位置及其对应的最优目标函数值以集合的形式存储。

其中，根据所述隶属度计算搜索步长之前，还包括：

通过随机数函数将隶属度均匀分布在设定区间以模拟人类搜索行为的随机性。

其中，所述预设值为通过仿真环境结合小型波浪发电系统的数学模型模拟实验得到的预设值。

其中，所述方法还包括：

根据浮子运动方程以及垂直方向上浮子偏离平衡位置的位移公式得到所述阻尼力阻尼系数与输出平均功率的数学关系式。

本申请还提供一种波浪发电的系统，包括：

创建模块，用于创建种群并计算所述种群中个体的第一个体位置对应的目标函数值；

第一计算模块，用于将所述目标函数值按设定顺序排序，根据所述设定顺序下的目标函数值计算隶属度，根据所述隶属度计算搜索步长；

第二计算模块，用于分别计算所述个体的搜寻利己方向、利他方向和预动方向的随机加权几何平均以确定搜索方向；

更新模块，用于根据所述搜索步长和所述搜索方向将所述个体由所述第一个体位置更新至第二个体位置；

迭代输出模块，用于将所述第二个体位置作为第一个体位置迭代地转入所述创建模块，直至迭代次数达到预设值时结束迭代，并输出最优个体位置及其对应的最优目标函数值；

代入应用模块，用于将所述最优目标函数值作为最佳阻尼力阻尼系数代入阻尼力阻尼系数与输出平均功率的数学关系式中以实现最大功率的波浪发电。

其中，所述系统还包括：

存储模块，用于将所述最优个体位置及其对应的最优目标函数值以集合的形式存储。

其中，所述系统还包括：

随机模块，用于通过随机数函数将隶属度均匀分布在设定区间以模拟人类搜索行为的随机性。

其中，所述系统还包括：

公式计算模块，用于根据浮子运动方程以及垂直方向上浮子偏离平衡位置的位移公式得到所述阻尼力阻尼系数与输出平均功率的数学关系式。