基于智能算法的多电平逆变器特定谐波消除控制技术研究

发布时间：2017-09-03 19:42

  本文关键词：基于智能算法的多电平逆变器特定谐波消除控制技术研究

  更多相关文章： SHEPWM技术 粒子群算法 遗传模拟退火算法 功率均衡 移相控制

【摘要】：多电平逆变器由于输出容量大、开关频率低、输出电压波形质量好及功率因素高等优点,在中高压、大功率的电机调速和电力系统中受到了越来越多的关注。在多电平逆变器调制方法中,SHEPWM具有控制简单、波形质量高,能对谐波进行选择性的消除的优点,因此本文针对多电平逆变器SHEPWM技术做了相关研究,本文的主要内容和创新点如下:针对SHEPWM非线性方程组的求解问题,本文分别采用基于惯性权重动态的PSO和基于实数编码的GASA对其进行求解,它们均弥补了传统数值解法对初值依赖性较大的缺点,且前者克服了传统PSO易陷入局部最优的缺点,迭代次数大大减少,惯性权重的动态变化有效平衡了算法的寻优性能和收敛速度;后者充分利用了GA的全局寻优性能和SA的局部寻优性能,可更加有效、精确的收敛于最优解,并以实数编码保存个体来提高计算精度。以H桥级联型多电平逆变器为研究对象,建立阶梯波调制下的SHEPWM消谐策略和SHEPWM功率均衡策略,提出在输出相电压波形满足1/4周期对称前提下,改变各H桥输出单元的电压波形以达到H桥功率均衡,对比仿真结果比较可得,SHEPWM功率均衡策略可以在减少消谐方程的基础上达到功率均衡。针对级联型多电平逆变器输出侧低次谐波含量较多问题,在SHEPWM控制技术的基础上,结合移相调制,对H桥模块的输出电压幅值和输出电压相位进行综合控制,通过3个开关角度的计算即可消除大量低次谐波,输出线电压的最低次谐波为23次,显著提高了波形的质量。根据上述智能算法的求解结果,绘制相应开关角度轨迹曲线,利用Matlab/Simulink软件搭建多电平逆变器仿真平台,对电压波形和频谱进行仿真验证,证明相应控制策略的可行性和算法求解开关角度的正确性。
【关键词】：SHEPWM技术 粒子群算法 遗传模拟退火算法 功率均衡 移相控制
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18;TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题的目的和意义7-8
• 1.2 多电平逆变器研究概况8
• 1.3 特定谐波消除技术研究现状8-9
• 1.4 本文工作9-11
• 第二章 多电平逆变器拓扑结构及调制方法11-23
• 2.1 前言11
• 2.2 多电平逆变器拓扑结构11-16
• 2.2.1 二极管箝位型多电平逆变器11-12
• 2.2.2 飞跨电容型逆变器12-13
• 2.2.3 级联型多电平逆变器13-16
• 2.3 多电平逆变器调制方法16-20
• 2.3.1 载波调制法(SPWM)17-18
• 2.3.2 特定谐波消除法(SHEPWM)18-20
• 2.3.3 空间矢量法(SVPWM)20
• 2.4 SHEPWM非线性方程组的数值解法20-23
• 第三章 基于改进粒子群算法的SHEPWM功率均衡策略技术研究23-40
• 3.1 粒子群算法基本原理23-25
• 3.2 基于改进粒子群算法的阶梯波调制SHEPWM消谐策略25-30
• 3.2.1 阶梯波调制消谐策略25-26
• 3.2.2 惯性权重动态调整粒子群算法26-28
• 3.2.3 仿真结果及分析28-30
• 3.3 基于改进粒子群算法的阶梯波调制SHEPWM功率均衡控制策略30-38
• 3.3.1 H桥输出电压波形满足 1/4 周期对称时的输出功率30-32
• 3.3.2 H桥输出电压波形满足 1/2 周期对称时的输出功率32-33
• 3.3.3 阶梯波调制功率均衡策略33-35
• 3.3.4 基于惯性权重动态调整的PSO在功率均衡控制策略研究35-37
• 3.3.5 SHEPWM消谐策略和SHEPWM功率均衡策略仿真结果对比及分析37-38
• 3.4 本章小节38-40
• 第四章 移相控制在级联型多电平逆变器SHEPWM控制策略的研究40-49
• 4.1 前言40
• 4.2 移相控制在级联型多电平逆变器单脉宽调制策略研究40-44
• 4.2.1 级联型多电平逆变器单脉宽调制原理41
• 4.2.2 移相控制下的谐波特性分析41-42
• 4.2.3 仿真结果及分析42-44
• 4.2.4 结论44
• 4.3 移相与SHEPWM控制技术在谐波消除中的研究44-48
• 4.3.1 移相与SHEPWM结合控制原理44-45
• 4.3.2 改进粒子群算法在SHEPWM非线性方程组中的求解45-47
• 4.3.3 仿真结果及分析47-48
• 4.3.4 结论48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 基于实数编码遗传模拟退火算法的SHEPWM技术的研究49-59
• 5.1 前言49
• 5.2 实数编码遗传模拟退火融合算法49-52
• 5.2.1 遗传算法49-51
• 5.2.2 模拟退火算法51
• 5.2.3 遗传算法与模拟退火算法的融合51-52
• 5.3 三电平SHEPWM非线性方程组的建立52-54
• 5.4 GASA算例分析54-55
• 5.5 仿真结果及分析55-57
• 5.6 实验结果及分析57-58
• 5.7 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 论文的工作总结59-60
• 6.2 进一步工作的建议60-61
• 参考文献61-64
• 个人简历 在读期间发表的学位论文64-65
• 致谢65

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本文编号：787003