基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法技术

本发明专利技术提供了一种基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法。其步骤为：首先以Buck‑Boost矩阵变换器(BBMC)的主电路参数为优化对象，以BBMC输出电压谐波失真度及输出电流偏差为优化目标，建立优化对象和优化目标间的数学模型；再任选一种电流定额作为BBMC的额定输出电流，建立多目标优化满意度与适应度函数，并采用自适应狼群算法获得BBMC的一组最优主电路参数；改变BBMC的额定输出电流，获得n组最优主电路参数，并采用数值拟合方法获得BBMC最优主电路参数与电流定额间的函数关系式，根据该函数关系式即可确定任意电流定额所对应的BBMC最优主电路参数，为优化设计BBMC主电路提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法。
技术介绍
Buck-Boost矩阵变换器(Buck-BoostMatrixConverter,BBMC)是一种具有高电压传输比且可直接输出高品质正弦波的新型电力变换器。然而研究表明，在进行BBMC主电路设计时，其主电路中电感和电容参数的选择与BBMC输出电流的大小密切相关，当BBMC输出电流发生变化时，其电感和电容参数需作相应的优化调整，才能实现使BBMC输出电压的谐波失真度达到最小，从而达到提高BBMC输出电压波形质量的目的。因此，针对不同的额定输出电流等级，研究确定BBMC相应的最优主电路参数，并进而研究BBMC最优主电路参数与其额定输出电流间的变化规律，对于实现BBMC主电路的优化设计具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：(1)以BBMC的主电路参数为优化对象，以BBMC输出电压谐波失真度THD及BBMC实际输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以BBMC的主电路参数桥臂电感L和电容C为优化对象，以BBMC输出电压谐波失真度THD及BBMC实际输出电流相对于其额定输出电流的偏差△i为优化目标，建立优化对象和优化目标间的数学模型；(2)任选一种电流定额作为BBMC的额定输出电流；建立多目标优化满意度函数和多目标优化适应度函数；(3)采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数进行迭代寻优，使多目标优化适应度函数值达到最大，即BBMC输出电压谐波失真度THD与电流偏差△i达到协同最优，从而获得一组最优的主电路参数；按一定间距改变BBMC的额定输出电流，获...

【技术特征摘要】
1.一种基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以BBMC的主电路参数桥臂电感L和电容C为优化对象，以BBMC输出电压谐波失真度THD及BBMC实际输出电流相对于其额定输出电流的偏差△i为优化目标，建立优化对象和优化目标间的数学模型；(2)任选一种电流定额作为BBMC的额定输出电流；建立多目标优化满意度函数和多目标优化适应度函数；(3)采用自适应狼群优化算法对BBMC主电路参数进行迭代寻优，使多目标优化适应度函数值达到最大，即BBMC输出电压谐波失真度THD与电流偏差△i达到协同最优，从而获得一组最优的主电路参数；按一定间距改变BBMC的额定输出电流，获得n组相应的最优主电路参数；(4)根据所获得的n组最优主电路参数以及相应的电流定额，采用数值拟合方法获得相应的函数关系式，根据该函数关系式即可确定任意电流定额所对应的BBMC最优主电路参数。2.根据权利要求1所述的基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述建立优化对象和优化目标间的数学模型的具体步骤如下：1)以BBMC中电容电压uC与电感电流iL为系统控制变量，建立BBMC的状态微分方程：式中：uD为BBMC直流侧电压，L和C分别为BBMC中电感参数和电容参数，R为BBMC的负载电阻；d为BBMC中功率开关的占空比，d∈[0,1]；2)由于BBMC的输出电压u为电容电压uC的交流分量，通过求解状态微分方程式(1)，可得输出电压u的解析表达式为：3)根据输出电压u和负载电阻R，可得输出电流i的解析表达式为：4)根据谐波失真度的定义，可得输出电压u的谐波失真度为：其中：E1＝1/(RC)2，F1＝(1-d)2，E2＝LC，F2＝RC，T为电压的周期，ω为电压的角频率；5)由式(3)所得输出电流i的解析表达式，可得BBMC实际输出电流i相对于其额定输出电流Ie的偏差△i为：3.根据权利要求1所述的基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述建立多目标优化满意度函数的具体步骤如下：1)分别建立优化目标THD和△i的满意度函数，其中：THD的满意度函数如式(6)所示：△i的满意度函数如式(7)所示：其中：THD'和△i'分别为THD和△i的临界值；c1、c2分别为满意度曲线的系数，且有：c1>0，c2>0；2)建立上述两个优化目标的多目标优化满意度函数，如式(8)所示：f＝k1f1+k2f2(8)其中：k1为优化目标THD的权重系数，k2为优化目标△i的权重系数，且k1+k2＝1。4.根据权利要求1所述的基于电流定额自适应的BBMC主电路参数优选方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述建立多目标优化适应度函数，包括：1)当任一所述优化目标的满意度fj(j＝1,2)小于满意度阈值M时，则配置一个相应的惩罚因子bj；其中，所述满意度阈值M的取值范围为：0.5～0.8；所述惩罚因子bj的取值范围为：0.4～0.6；否则，若所述满意度fj(j＝1,2)大于或等于所述满意度阈值M，则视所述惩罚因...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小平，刘继，张瑞瑞，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43