技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)群，其中，所述風(fēng)電機(jī)群中每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組在功率控制過(guò)程中的轉(zhuǎn)速均保持一致，所述方法包括：

預(yù)先創(chuàng)建并初始化與所述風(fēng)電機(jī)群的規(guī)模相適應(yīng)的種群，得到初始種群；其中，所述初始種群中的第i個(gè)個(gè)體的向量表達(dá)式為：

x_i,0＝[x_1,i,0,x_2,i,0,…x_D,i,0,x_bus,i,0]，i＝1,2,...,N；

式中，D表示所述風(fēng)電機(jī)群中風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量，N表示所述初始種群中個(gè)體的數(shù)量，x_j,i,0表示所述初始種群的第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角，j＝1,2,...,D，x_bus,i,0表示所述初始種群的第i個(gè)個(gè)體中變頻交流母線的頻率；

利用罰函數(shù)確定公式，確定每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)；其中，所述罰函數(shù)確定公式為：

式中，P_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，P_N表示風(fēng)電機(jī)組的額定功率值，P_PENj,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)；

利用目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值；其中，所述目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算公式為：

$P_i=\underset{j=1}{\overset{D}{\Σ}}{P}_{j,i}-C\underset{j=1}{\overset{D}{\Σ}}{P}_{PENj,i};$

式中，P_i表示第i個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，C表示預(yù)設(shè)的懲罰因子；

基于差分進(jìn)化算法，并結(jié)合每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，對(duì)所述初始種群進(jìn)行種群進(jìn)化處理，直到收斂為止，得到全局最優(yōu)個(gè)體；其中，所述全局最優(yōu)個(gè)體的向量表達(dá)式為：

x_g＝[x_1g,x_2g,…x_Dg,x_busg]；

式中，x_jg表示所述風(fēng)電機(jī)群中第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)槳距角，x_busg表示變頻交流母線的最優(yōu)頻率；

根據(jù)所述全局最優(yōu)個(gè)體，對(duì)所述風(fēng)電機(jī)群展開(kāi)相應(yīng)的控制，以控制每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角和變頻交流母線的頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，所述預(yù)先創(chuàng)建并初始化與風(fēng)電機(jī)群的規(guī)模相適應(yīng)的種群的過(guò)程，包括：

利用種群初始化公式，預(yù)先創(chuàng)建并初始化與所述風(fēng)電機(jī)群的規(guī)模相適應(yīng)的種群，得到所述初始種群；其中，所述種群初始化公式為：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{j,i,0}=rand\[0,1\]({x_j}^U-{x_j}^L)+{x_j}^L\\ x_{bus,i,0}=rand\[0,1\]({x_{bus}}^U-{x_{bus}}^L)+{x_{bus}}^L\end{array}\right.;$

式中，rand[0,1]表示在0和1之間產(chǎn)生的均勻隨機(jī)數(shù)，x_j^U表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的上限值，x_j^L表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的下限值，x_bus^U表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的上限值，x_bus^L表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的下限值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，所述利用罰函數(shù)確定公式，確定每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)的過(guò)程，包括：

利用輸出功率計(jì)算公式，計(jì)算每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率；其中，所述輸出功率計(jì)算公式為：

$P_{j,i}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρAC}}_j(V_j,x_{j,i},x_{bus,i}){V_j}^3;$

式中，P_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，ρ表示空氣密度，A表示葉片掃掠面積，C_j(V_j,x_j,i,x_bus,i)表示第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的功率系數(shù)，V_j表示第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)風(fēng)速，x_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角，x_bus,i表示第i個(gè)個(gè)體中變頻交流母線的頻率；

利用每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率以及所述罰函數(shù)確定公式，確定出每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的功率系數(shù)C_j(V_j,x_j,i,x_bus,i)的計(jì)算公式為：

$C_j\left(V_j,x_{j,i},x_{bus,i}\right)=K_1\left(\frac{K_2}{\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j}+0.08x_{j,i}}-\frac{0.035K_2}{{x_{j,i}}^3+1}-K_3{x}_{j,i}-K_4\right)e^S+K_5\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j};$

其中，指數(shù)S為：

$S=\frac{-K_6}{\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j}+0.008x_{j,i}}+\frac{0.035K_6}{{x_{j,i}}^3+1};$

式中，R表示風(fēng)電機(jī)組的葉片半徑，n_p表示電機(jī)極對(duì)數(shù)，n_g表示齒輪箱變比，K₁至K₆為預(yù)先基于風(fēng)電機(jī)組翼型確定的系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，所述風(fēng)電機(jī)群為采用高壓直流輸電變流器集中控制的風(fēng)電機(jī)群，或采用分頻交流輸電變流器集中控制的風(fēng)電機(jī)群，或采用可變頻率變壓器集中控制的風(fēng)電機(jī)群。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制方法，其特征在于，所述基于差分進(jìn)化算法，并結(jié)合每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，對(duì)所述初始種群進(jìn)行種群進(jìn)化處理，直到收斂為止，得到全局最優(yōu)個(gè)體的過(guò)程，包括：

步驟A1：從所述初始種群中篩選出目標(biāo)函數(shù)值最小的個(gè)體，并將該個(gè)體確定為當(dāng)前最優(yōu)個(gè)體x_History；

步驟A2：利用變異公式，對(duì)當(dāng)前種群Y_G中的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行變異操作，產(chǎn)生相應(yīng)的變異個(gè)體；其中，G表示種群的代數(shù)編號(hào)，所述變異公式為：

v_i,G+1＝x_r1,G+F*(x_r2,G-x_r3,G)；

式中，v_i,G+1表示與當(dāng)前種群Y_G中的第i個(gè)個(gè)體對(duì)應(yīng)的變異個(gè)體，x_r1,G、x_r2,G以及x_r3,G表示在當(dāng)前種群Y_G中隨機(jī)選取的第r1個(gè)、第r2個(gè)和第r3個(gè)個(gè)體，并且r1≠r2≠r3≠i，F(xiàn)表示變異算子；

步驟A3：利用交叉公式進(jìn)行交叉操作，得到實(shí)驗(yàn)向量u_i,G+1；

其中，u_i,G+1＝(u_1,i,G+1,u_2,i,G+1,...u_D,i,G+1,u_bus,i,G+1)，所述交叉公式為：

式中，rand(j)表示在0和1之間的隨機(jī)均勻分布，CR表示交叉算子，rnb(i)表示[1,2,…,D+1]中一個(gè)隨機(jī)選擇的序列；

步驟A4：利用個(gè)體替換公式，對(duì)所述實(shí)驗(yàn)向量中不符合邊界約束條件的個(gè)體進(jìn)行更新替換，得到臨時(shí)種群；

其中，所述邊界約束條件包括：x_j^L≤u_j,i,G+1≤x_j^U，x_bus^L≤u_bus,i,G+1≤x_bus^U；所述個(gè)體替換公式為：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{j,i,G+1}=rand\[0,1\]({x_j}^U-{x_j}^L)+{x_j}^L\\ x_{bus,i,G+1}=rand\[0,1\]({x_{bus}}^U-{x_{bus}}^L)+{x_{bus}}^L\end{array}\right.;$

式中，rand[0,1]表示在0和1之間產(chǎn)生的均勻隨機(jī)數(shù)，x_j^U表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的上限值，x_j^L表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的下限值，x_bus^U表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的上限值，x_bus^L表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的下限值；

步驟A5：計(jì)算臨時(shí)種群中每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，并將臨時(shí)種群中目標(biāo)函數(shù)值較大的個(gè)體相對(duì)應(yīng)地替換當(dāng)前種群Y_G中目標(biāo)函數(shù)值較小的個(gè)體，得到當(dāng)前更新后的種群Y_G+1；

步驟A6：從當(dāng)前種群Y_G+1中篩選出目標(biāo)函數(shù)值最大的個(gè)體，并判斷該個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值是否大于當(dāng)前最優(yōu)個(gè)體x_History的目標(biāo)函數(shù)值，如果是，則利用該個(gè)體對(duì)當(dāng)前最優(yōu)個(gè)體x_History進(jìn)行替換更新；

步驟A7：重新進(jìn)入步驟A2，直到進(jìn)化代數(shù)收斂為止，并將進(jìn)化結(jié)束后得到的當(dāng)前最優(yōu)個(gè)體x_History確定為所述全局最優(yōu)個(gè)體。

7.一種風(fēng)電機(jī)群功率控制系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)群，其中，所述風(fēng)電機(jī)群中每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組在功率控制過(guò)程中的轉(zhuǎn)速均保持一致，所述系統(tǒng)包括：

種群初始化模塊，用于預(yù)先創(chuàng)建并初始化與所述風(fēng)電機(jī)群的規(guī)模相適應(yīng)的種群，得到初始種群；其中，所述初始種群中的第i個(gè)個(gè)體的向量表達(dá)式為：

x_i,0＝[x_1,i,0,x_2,i,0,…x_D,i,0,x_bus,i,0]，i＝1,2,...,N；

式中，D表示所述風(fēng)電機(jī)群中風(fēng)電機(jī)組的數(shù)量，N表示所述初始種群中個(gè)體的數(shù)量，x_j,i,0表示所述初始種群的第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角，j＝1,2,...,D，x_bus,i,0表示所述初始種群的第i個(gè)個(gè)體中變頻交流母線的頻率；

罰函數(shù)確定模塊，用于利用罰函數(shù)確定公式，確定每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)；其中，所述罰函數(shù)確定公式為：

式中，P_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，P_N表示風(fēng)電機(jī)組的額定功率值，P_PENj,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)；

目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算模塊，用于利用目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算公式，計(jì)算每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值；其中，所述目標(biāo)函數(shù)值計(jì)算公式為：

$P_i=\underset{j=1}{\overset{D}{\Σ}}{P}_{j,i}-C\underset{j=1}{\overset{D}{\Σ}}{P}_{PENj,i};$

式中，P_i表示第i個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，C表示預(yù)設(shè)的懲罰因子；

種群進(jìn)化處理模塊，用于基于差分進(jìn)化算法，并結(jié)合每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，對(duì)所述初始種群進(jìn)行種群進(jìn)化處理，直到收斂為止，得到全局最優(yōu)個(gè)體；其中，所述全局最優(yōu)個(gè)體的向量表達(dá)式為：

x_g＝[x_1g,x_2g,…x_Dg,x_busg]；

式中，x_jg表示所述風(fēng)電機(jī)群中第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)槳距角，x_busg表示變頻交流母線的最優(yōu)頻率；

風(fēng)電機(jī)群控制模塊，用于根據(jù)所述全局最優(yōu)個(gè)體，對(duì)所述風(fēng)電機(jī)群展開(kāi)相應(yīng)的控制，以控制每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角和變頻交流母線的頻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制系統(tǒng)，其特征在于，

所述種群初始化模塊，具體用于利用種群初始化公式，預(yù)先創(chuàng)建并初始化與所述風(fēng)電機(jī)群的規(guī)模相適應(yīng)的種群，得到所述初始種群；其中，所述種群初始化公式為：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{j,i,0}=rand\[0,1\]({x_j}^U-{x_j}^L)+{x_j}^L\\ x_{bus,i,0}=rand\[0,1\]({x_{bus}}^U-{x_{bus}}^L)+{x_{bus}}^L\end{array}\right.;$

式中，rand[0,1]表示在0和1之間產(chǎn)生的均勻隨機(jī)數(shù)，x_j^U表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的上限值，x_j^L表示風(fēng)電機(jī)組的槳距角調(diào)節(jié)值的下限值，x_bus^U表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的上限值，x_bus^L表示變頻交流母線的頻率調(diào)節(jié)值的下限值。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述罰函數(shù)確定模塊，包括：

輸出功率計(jì)算子模塊，用于利用輸出功率計(jì)算公式，計(jì)算每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率；其中，所述輸出功率計(jì)算公式為：

$P_{j,i}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρAC}}_j(V_j,x_{j,i},x_{bus,i}){V_j}^3;$

式中，P_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，ρ表示空氣密度，A表示葉片掃掠面積，C_j(V_j,x_j,i,x_bus,i)表示第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的功率系數(shù)，V_j表示第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)風(fēng)速，x_j,i表示第i個(gè)個(gè)體中的第j臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的槳距角，x_bus,i表示第i個(gè)個(gè)體中變頻交流母線的頻率；

罰函數(shù)確定子模塊，用于利用每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的輸出功率以及所述罰函數(shù)確定公式，確定出每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的罰函數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)電機(jī)群功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出功率計(jì)算子模塊，包括：

功率系數(shù)計(jì)算單元，用于利用功率系數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的功率系數(shù)；其中，所述功率系數(shù)計(jì)算公式為：

$C_j\left(V_j,x_{j,i},x_{bus,i}\right)=K_1\left(\frac{K_2}{\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j}+0.08x_{j,i}}-\frac{0.035K_2}{{x_{j,i}}^3+1}-K_3{x}_{j,i}-K_4\right)e^S+K_5\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j};$

其中，指數(shù)S為：

$S=\frac{-K_6}{\frac{2{\mathrm{\πx}}_{bus,i}R}{n_p{n}_g{V}_j}+0.08x_{j,i}}+\frac{0.035K_6}{{x_{j,i}}^3+1};$

式中，R表示風(fēng)電機(jī)組的葉片半徑，n_p表示電機(jī)極對(duì)數(shù)，n_g表示齒輪箱變比，K₁至K₆為預(yù)先基于風(fēng)電機(jī)組翼型確定的系數(shù)。