基于混沌飞蛾捕焰算法的波浪发电系统最大功率跟踪
发布时间：2021-08-02 23:17
针对水动力参数非线性导致直驱式波浪发电系统控制效果不佳问题,文章采用混沌飞蛾捕焰优化控制算法解决。该算法初期引入具有非周期性和遍历性的混沌算子,采用多精英组合的直线捕焰模式寻优;后期结合火焰自适应机制,采用螺旋捕焰方式,求解最优电磁力,控制直线发电装置,提高捕获效率。通过ANSYS软件进行浮子的水动力数值计算,结合改进算法寻求系统最优负载。仿真结果表明,在波浪周期变化时,混沌飞蛾捕焰算法能有效提高全局搜索能力和求解精度,增加系统输出功率。
【文章来源】：可再生能源. 2019,37(11)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
直驱式波浪发电系统结构图
??。3.2CMFO算法在波浪发电系统的应用由于海浪突变、参数扰动及浮子水动力参数非线性，导致传统群智能算法在寻优过程中易陷入局部最优。为此，提出混沌飞蛾捕焰算法寻优方案，使捕获装置工作在最优负载状态，具体应用如下。①种群初始化：设定人工飞蛾种群数为N，最大迭代次数为m，人工飞蛾的初始位置可表示为2维变量Mi=[Bgi，Kgi]，构成相应的电磁力控制参数；根据电机运行情况，在每维参数构成的解空间中，随机生成一个初始种群。图2波浪发电系统等效电路图Fig.2WavecircuitpowersystemequivalentcircuitdiagramFdIvBradM+A1/KsBg1/KgFg·1699·陈海峰，等基于混沌飞蛾捕焰算法的波浪发电系统最大功率跟踪
情况下，验证CMFO算法与MFO算法的功率优化效果，并通过分析波能捕获装置与波浪频率的匹配情况，证明改进算法有效性。据相关资料显示，我国东南沿海地区的波浪周期全年变化为3~10s[16]。在ANSYS平台模拟文献[17]的海况环境，搭建半径和高均为1m、吃水深度为0.61m的浮子仿真模型。通过AQWA模块计算浮子在各频率下的水动力参数A，Brad以及所受的波浪激励力Fd，垂直方向下的A，Brad分别与波浪角频率ω关系如图4，5所示。图3混沌飞蛾捕焰算法流程图Fig.3Flowchartofchaoticmothtrappingalgorithm图5浮子在波浪中的辐射阻尼Fig.5Radiationdampingofthebuoy初始化计算适应度平行光直线捕焰平行光直线捕焰位置更新并排序发散光螺旋捕焰位置更新，与上一代合并、排序，返回一个种群为N的位置矩阵火焰自适应减少n=n+1结束NNYNYYn<m?n<flame?n=1?图4浮子在波浪中的附加质量Fig.4Additionalqualityofthebuoy2.62.42.221.81.61.4附加质量/×103kg角频率/rad·s-100.511.522.533.544.551.510.50辐射阻尼/×103N·s·m-1角频率/rad·s-100.511.522.533.544.55·1700·可再生能源2019，37（11）
本文编号：3318460
【文章来源】：可再生能源. 2019,37(11)北大核心
【文章页数】：7 页
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直驱式波浪发电系统结构图
??。3.2CMFO算法在波浪发电系统的应用由于海浪突变、参数扰动及浮子水动力参数非线性，导致传统群智能算法在寻优过程中易陷入局部最优。为此，提出混沌飞蛾捕焰算法寻优方案，使捕获装置工作在最优负载状态，具体应用如下。①种群初始化：设定人工飞蛾种群数为N，最大迭代次数为m，人工飞蛾的初始位置可表示为2维变量Mi=[Bgi，Kgi]，构成相应的电磁力控制参数；根据电机运行情况，在每维参数构成的解空间中，随机生成一个初始种群。图2波浪发电系统等效电路图Fig.2WavecircuitpowersystemequivalentcircuitdiagramFdIvBradM+A1/KsBg1/KgFg·1699·陈海峰，等基于混沌飞蛾捕焰算法的波浪发电系统最大功率跟踪
情况下，验证CMFO算法与MFO算法的功率优化效果，并通过分析波能捕获装置与波浪频率的匹配情况，证明改进算法有效性。据相关资料显示，我国东南沿海地区的波浪周期全年变化为3~10s[16]。在ANSYS平台模拟文献[17]的海况环境，搭建半径和高均为1m、吃水深度为0.61m的浮子仿真模型。通过AQWA模块计算浮子在各频率下的水动力参数A，Brad以及所受的波浪激励力Fd，垂直方向下的A，Brad分别与波浪角频率ω关系如图4，5所示。图3混沌飞蛾捕焰算法流程图Fig.3Flowchartofchaoticmothtrappingalgorithm图5浮子在波浪中的辐射阻尼Fig.5Radiationdampingofthebuoy初始化计算适应度平行光直线捕焰平行光直线捕焰位置更新并排序发散光螺旋捕焰位置更新，与上一代合并、排序，返回一个种群为N的位置矩阵火焰自适应减少n=n+1结束NNYNYYn<m?n<flame?n=1?图4浮子在波浪中的附加质量Fig.4Additionalqualityofthebuoy2.62.42.221.81.61.4附加质量/×103kg角频率/rad·s-100.511.522.533.544.551.510.50辐射阻尼/×103N·s·m-1角频率/rad·s-100.511.522.533.544.55·1700·可再生能源2019，37（11）
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