【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及并網控制領域，尤其涉及一種基于改進粒子群算法的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法。
技術介紹
1、目前，能源正在向綠色、清潔、高效等方向加速轉型和推進，而多種能源的并網面臨著穩定、高效、參數匹配等問題，直流電源的并網離不開并網逆變器。并網逆變器是一種將直流電轉換成交流電并向公共電網輸送電能的設備。合理的逆變器拓撲結構選擇和合適的控制策略選擇直接影響著并網的成功率和效率。
2、根據三相并網逆變器輸出電壓的電平數，最常用的為兩電平和三電平逆變器。針對這些并網逆變器的控制策略一般采用比例積分(pi)控制。在此基礎上，又衍生出其他各種控制策略：
3、現有技術存在利用改進前饋補償策略，即將補償單元加入到前饋回路中，用于解決pi控制的動態性能不夠完美的問題。
4、現有技術還存在對智能光伏并網逆變器的pi控制環節增加了模糊控制，改進了控制過程中重復控制動態響應差的問題。
5、上述控制方法較為復雜，在實際應用于并網逆變器時存在干擾，并網過程不穩定。傳統粒子群優化(pso)算法在尋找全局最優解時容易出現收斂速度慢、陷入局部最優解概率大的情況。
技術實現思路
1、專利技術目的：提出一種基于改進粒子群算法的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，以解決現有技術存在的上述問題。
2、本專利技術的第一個方面，提出一種基于改進粒子群算法的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，該方法步驟如下：
3、s1、構建三相svpwm并網
4、s2、通過工程計算確定電壓外環參數和電流內環參數的范圍；
5、s3、從所述電壓外環參數和電流內環參數的范圍內，利用改進粒子群算法尋找最優參數，輸出改進粒子群優化pi參數；
6、s4、利用該改進粒子群優化pi參數完成對三相svpwm并網逆變器的諧波控制。
7、在第一方面進一步的實施例中，三相svpwm并網逆變器的主電路模型包括三相電壓型全橋逆變器以及六個電力電子開關；電力電子開關由絕緣柵雙極型晶體管構成；每個電力電子開關有導通和關斷兩種狀態；定義開關函數gx，x＝a,b,c；當gx＝1時，開關管s1、s3、s5導通；當gx＝0時，開關管s2、s4、s6導通；
8、三相靜止坐標系下的方程為：
9、
10、式中，udc為直流側輸入直流電壓；ix為并網逆變器輸出側交流電流；ex為電網的相電壓；r為濾波器電阻值；l為電感值。
11、在第一方面進一步的實施例中，通過工程計算確定出電壓外環參數和電流內環參數的范圍的過程具體包括：
12、將三相靜止坐標系轉換成垂直α-β坐標系，再進行dq變換，dq坐標下的數學模型為：
13、
14、式中，-ωliq和+ωliq為耦合項；udc為直流電壓值；id和iq分別為dq坐標下的電網交流電流值；ed和eq分別為dq坐標下的電網交流電壓值；
15、電流內環由pi控制器環節、系統延時環節、逆變器環節、濾波環節構成；
16、電壓外環由d軸電壓參考udgiven、q軸電壓參考uqgiven與實際電壓ud、uq相比較進行pi控制，得出閉環傳遞函數表達式：
17、
18、式中，g1(s)為電壓外環pi控制器環節的傳遞函數；g2(s)為電流內環的傳遞函數；g4(s)為反饋采樣延時；
19、其中：
20、
21、
22、式中，ts為采樣周期；kpd-in、kid-in、kpq-in、kiq-i分別為電流內環d軸和q軸的pi控制器比例、積分參數；kpd-out、kid-out、kpq-out、kiq-ou分別為電壓外環d軸和q軸的pi控制器比例、積分參數；
23、以上kpd-in、kid-、kpq-i、kiq-in、kpd-out、kid-out、kpq-、kiq-out共同構成pi參數，初步篩選出pi參數的范圍。
24、在第一方面進一步的實施例中，利用改進粒子群算法尋找最優參數，輸出改進粒子群優化pi參數的過程具體包括：
25、設定粒子位置、粒子飛行速度、迭代次數、慣性權重，通過迭代更新尋優，找到符合預定條件的pi參數；pi的參數用粒子群的位置來代替；
26、在整個尋優過程中，適應度函數以及改進慣性權重影響尋優的最終結果。
27、在第一方面進一步的實施例中，一個n維的搜索空間rn中，種群由m個粒子構成，此時所述粒子位置表示為：
28、xi＝{xi1,xi2,…xik,…xin}
29、式中，xin代表第i個粒子在n維搜索空間位置；
30、所述粒子飛行速度表示為：
31、vi＝{vi1,vi2,…vik,…vin}
32、在n維搜索空間中初始化一群隨機粒子，然后通過迭代更新尋找最優解，在每次迭代更新中通過搜索自身個體極值pifit和全局極值gifit來更新自己的位置和飛行速度；
33、其中pifit指粒子本身所找到的當前最優解，gifit指整個種群能找到的最優解；pifit和gifit分別表示為：
34、pifit＝{pifit1,pifit2,…pifitk,…pifit2}
35、gifit＝{gifit1,gifit2,…gifitk,…gifitn}
36、按照迭代更新的要求，粒子更新速度和位置的公式為：
37、
38、式中，in為n維搜索空間的某一粒子；k為當前迭代次數；k+1為更新迭代次數；ω為慣性權重系數；c1、c2為加速度系數，代表粒子向自身個體極值pifit和全局極值gifit推進的加速度權重；r1、r2是在0到1之間選取的隨機數。
39、慣性權重的表達式如下：
40、
41、式中，ωmax和ωmin為改進慣性權重ω的最小值和最大值，在0到1之間取值；jk為當前適應度函數；jmin和jpj為適應度函數的最小值和平均值；ω(k)隨著迭代次數以及適應度函數的改變而改變，pifit>gifit時，給予更大的慣性權重。
42、適應度函數jk的表達式如下：
43、jk＝h1∫0mt(|eud(t)|+|euq(t)|)dt+h2∫0mt(|eid(t)|+|eiq(t)|)dt+h3∫0mthdudt+h4∫0mthdidt
44、式中，第一、二項積分項為了保證系統的響應速度和穩定性；m為數據長度；eud(t)、euq(t)、eid(t)、eiq(t)分別為d軸和q軸電壓、電流給定值與反饋實際電壓、電流之差；第三、四項為了抑制系統的諧波，thdu、thd本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于改進粒子群算法的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于：所述三相SVPWM并網逆變器的主電路模型包括三相電壓型全橋逆變器以及六個電力電子開關；
3.根據權利要求2所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述通過工程計算確定出電壓外環參數和電流內環參數的范圍，具體包括：
4.根據權利要求3所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述利用改進粒子群算法尋找最優參數，輸出改進粒子群優化PI參數，具體包括：
5.根據權利要求4所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，一個N維的搜索空間RN中，種群由m個粒子構成，此時所述粒子位置表示為：
6.根據權利要求4所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述慣性權重的表達式如下：
7.根據權利要求6所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述適應度函數Jk的表達式如下：
8.一
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述存儲介質中存儲有至少一個可執行指令，所述可執行指令在電子設備上運行時，使得電子設備執行如權利要求1至7中任一項所述的三相SVPWM并網逆變器諧波控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于改進粒子群算法的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，其特征在于：所述三相svpwm并網逆變器的主電路模型包括三相電壓型全橋逆變器以及六個電力電子開關；
3.根據權利要求2所述的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述通過工程計算確定出電壓外環參數和電流內環參數的范圍，具體包括：
4.根據權利要求3所述的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，所述利用改進粒子群算法尋找最優參數，輸出改進粒子群優化pi參數，具體包括：
5.根據權利要求4所述的三相svpwm并網逆變器諧波控制方法，其特征在于，一個n維的搜索空間rn中，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：杭阿芳，付宇琛，薛雨婷，錢思雨，汪遄飛，管旻珺，
申請(專利權)人：金陵科技學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。