一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法技术

本发明专利技术公开了一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法，包括以下步骤：S1：针对含单相逆变器负荷的混合储能系统存在二次谐波电流的问题，提出在电压电流双闭环中引入陷波器和准比例谐振控制器的方法；S2：建立系统的电感支路阻抗模型，推导系统的开环传递函数，研究抑制参数组对电感支路阻抗幅值和系统相位裕度的影响，以确定保证系统谐波电流抑制效果和稳定运行的抑制参数组大致范围；S3：将粒子群算法应用于系统谐波电流抑制分析中，获取系统的最优抑制参数组，从而达到最优的谐波电流抑制效果；本发明专利技术利用粒子群算法有效地规避了系统失稳和谐波电流抑制效果差的抑制参数组，实现了谐波电流抑制参数组寻优。实现了谐波电流抑制参数组寻优。实现了谐波电流抑制参数组寻优。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法


[0001]本专利技术涉及储能
，特别是一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法。

技术介绍

[0002]电力系统正发生着重大变革，尤其是由蓄电池和超级电容构成的混合储能系统因同时兼具能量密度高和功率密度大的特点而被广泛应用。而单相逆变器负荷的接入会造成系统的瞬时输出功率以两倍输出电压频率脉动，导致系统前级变换器和输入源中产生低频谐波电流，这种低频谐波电流不仅会增大开关管的电流应力，还会增加开关管及磁性元件对功率的消耗，破坏系统稳定，当前级变换器采用软开关技术时，该低频谐波电流还会减小软开关的适用范围。因此，本专利技术提出一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法：在电压外环和电流内环控制通路中分别引入陷波器和准比例谐振控制器，两者均有在二倍频时呈现高阻抗、其他频率时呈现低阻抗的特性，以此来达到抑制二次谐波电流的目的，利用粒子群算法易实现、精度高、收敛快的特点获取系统的最优抑制参数组，从而达到最优的谐波电流抑制效果。
[0003]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对含单相逆变器负荷的混合储能系统存在二次谐波电流的问题，提出在电压电流双闭环中引入陷波器和准比例谐振控制器的方法；S2：建立系统的电感支路阻抗模型，推导系统的开环传递函数，研究抑制参数组对电感支路阻抗幅值和系统相位裕度的影响，以确定保证系统谐波电流抑制效果和稳定运行的抑制参数组大致范围；S3：将粒子群算法应用于系统谐波电流抑制分析中，获取系统的最优抑制参数组，从而达到最优的谐波电流抑制效果；所述步骤S1中，针对含单相逆变器负荷的混合储能系统存在二次谐波电流的问题，提出在电压电流双闭环中引入陷波器和准比例谐振控制器的方法，具体步骤如下：通过DC/DC变换器将储能单元输入电压提升至直流母线电压所需值，利用电压电流双闭环控制来稳定直流母线电压，在电压外环和电流内环控制通路中分别引入陷波器G
N
(s)和准比例谐振控制器G
QPR
(s)，两者均有在二倍频时呈现高阻抗、其他频率时呈现低阻抗的特性，以此来达到抑制二次谐波电流的目的，两者的表达式为：式(1)中，Q为陷波器G
N
(s)的品质因数，f0为基波电流频率，k
pr
、k
gr
分别为准比例谐振控制器G
QPR
(s)的谐振比例系数和谐振增益系数，ω
r
、ω
c
为准比例谐振控制器G
QPR
(s)的谐振角频率和带宽角频率，s为拉氏变换复变量算子。2.根据权利要求1所述的一种基于粒子群算法的谐波电流抑制参数组寻优方法，其特征在于，所述步骤S2为建立系统的电感支路阻抗模型，推导系统的开环传递函数，研究抑制参数组对电感支路阻抗幅值和系统相位裕度的影响，以确定保证系统谐波电流抑制效果和稳定运行的抑制参数组大致范围，步骤S2的具体步骤如下：S2
‑
1：建立蓄电池侧电感支路阻抗模型：当以蓄电池侧输出电流i
ob
作为唯一输入变量，蓄电池侧直流母线电压U
ob
作为输出变量时，蓄电池侧电感支路阻抗Z
Lb
(s)的表达式为：式(2)中，U
obr
为蓄电池侧直流母线电压U
ob
的参考值，G
b
(s)为蓄电池侧电感支路上电感L
b
的电纳值，G
u
(s)＝k
vp
+k
vi
/s是电压外环比例积分环节，k
vp
和k
vi
分别为电压外环PI控制器的比例和积分系数，G
i
(s)＝k
ip
+k
ii
/s是电流内环比例积分环节，k
ip
和k
ii
分别为电流内环PI控制器的比例和积分系数，H
v
为负反馈通路的传递函数；S2
‑
2：建立超级电容侧电感支路阻抗模型：由S2
‑
1蓄电池侧电感支路阻抗模型建立原理及对称性可知，超级电容侧电感支路阻抗Z
Lsc
(s)的表达式为：
式(3)中，U
oscr
为超级电容侧直流母线电压U
osc
的参考值，数值上等于蓄电池侧直流母线电压U
ob
的参考值U
obr
，G
sc
(s)为超级电容侧电感支路上电感L
sc
的电纳值，数值上等于蓄电池侧电感支路上电感L
b
的电纳值G
b
(s)；S2
‑
3：推导系统的开环传递函数G
k
(s)：由上述分析可知，蓄电池侧电感支路阻抗Z
Lb
(s)与超级电容侧电感支路阻抗Z
Lsc
(s)有相同的阻抗特性，故后续分析仅以蓄电池侧为例，超级电容侧可类似推导；以蓄电池侧直流母线电压参考值U
obr
作为输入变量，蓄电池侧直流母线电压U
ob
作为输出变量，推导蓄电池侧开环传递函数G
k
(s)的表达式为：式(4)中，K
dc
为蓄电池侧等效增益；D
b
为蓄电池侧DC/DC变换器占空比，C
ob
为蓄电池侧直流母线电容值；S2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊滔，杨苓，黄泽杭，陈思哲，章云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：