一种无源滤波器的优化设计方法

在分析传统无源滤波器设计的基础上,提出了基于随机权重的遗传算法来求解无源滤波器参数的方案,从谐波抑制、经济指标、无功功率补偿等多目标综合优化无源滤波器参数,通过编程实现了无源滤波器参数的优化。同时,提出用“滤波效益”指标来衡量谐波抑制的性能。并由滤波性能、经济性和无功补偿三方面,分别对优化设计和传统设计所得到的无源滤波器参数进行了实验对比研究。实验结果验证了无源滤波器多目标参数优化设计的合理性。     

基于交互式多目标遗传算法的无源滤波器优化设计

分析了传统无源滤波器优化设计方法的优缺点 ,提出了一种基于交互式多目标遗传算法的无源滤波器优化设计方法。该方法用遗传算法对无源滤波器的参数进行优化 ,通过非精确偏好信息引导遗传搜索 ,使得种群朝着多个目标的最佳综合性能方向进化。引入分享法来增加种群的多样性 ,最终获得与决策者意愿相吻合的解集。较好地实现了无源滤波器成本、电压电流谐波和无功功率补偿的多目标优化设计。实验结果表明此无源滤波器的成本可以降低约 3 5 % ,滤波效果却有明显的提高 ,具有良好的理论和工程应用价值     

分布式发电系统中无源滤波器的多目标优化

分布式电源接入系统多通过电力电子逆变器,会向系统注入谐波,影响电能质量.为抑制DG注入系统的谐波,建立了滤波器多目标数学优化模型,将滤波后电网谐波含量、无源滤波器的初期投资、无功功率补偿容量作为三个目标,并利用多目标遗传算法对无源滤波器的参数进行优化设计.算例表明,加装滤波装置对分布式电源注入系统的谐波有明显的改善,所提出的多目标模型有着一定的现实指导意义.     

基于遗传算法的直流输电系统中混合交流滤波器的优化设计

由于经济技术的原因,无源滤波一直是消除直流系统换流站交流侧谐波的主要手段.交直流混合输电系统产生了多谐波通道,直流系统两端换流站交流侧的谐波也可以相互渗透,这会影响到已安装使用的无源滤波器的滤波性能.文中提出了在高压直流输电系统交流侧采用并联无源滤波器串联有源滤波器的混合滤波方案,建立了以初期投资最小为目标函数的数学模型,在此基础上采用遗传算法进行无源滤波器参数的优化设计.仿真结果表明,该滤波方式与无源滤波方式相比,能够更好地改善滤波器的性能,且所需的有源滤波器的额定容量比较小.     

密炼机用无源滤波器优化设计

提出了一个无源滤波器的优化设计方案。对某轮胎公司的GK255型密炼机工作一周期产生不同的严重谐波和低功率因数现象,应用遗传算法和传统设计方法设计出无源滤波器组,在满足设计要求的基础上,以初期投资最小和滤波效果最佳为优化目标,使方案更为经济合理。通过对滤波器的工作特性的仿真研究,验证了该设计方法的可行性和正确性。     

基于常规遗传算法的混合电力滤波器优化配置

提出了一种适用于电气化铁道谐波和无功综合补偿的混合电力滤波器方案,它利用无源电力滤波器承受基波电压,有效地降低了有源电力滤波器的容量.通过建立混合电力滤波器的容量优化模型,并利用常规遗传算法对其整体容量进行优化设计及计算.     

无源滤波器多目标优化设计

配电电网装设无源滤波器以补偿无功和抑制谐波的设计中,滤波器的LC参数是一个多约束、非线性的规划问题,其参数优化最为关键。针对目前现有优化设计方法中,假设条件较多、寻优能力不强、寻优速度较慢等问题,利用改进遗传算法的全局寻优能力,提出了一种新的无源滤波器设计方法,即无源滤波器的成本、无功补偿和滤波效果3个目标全局优化。通过适应度函数的阈值制约以及以不同概率进行染色体选择操作,使得种群向3个目标最佳协调点进化;通过混沌算子解决早熟收敛的问题。工程算例的仿真计算表明了应用遗传算法设计滤波方案的优越性和对遗传算法改进的有效性。     

无源滤波器的多目标优化设计

针对目前根据工程经验或简单的技术经济指标来设计无源滤波器的现状，以及现有优化设计方法中假设条件较多、寻优空间较小、寻优能力不强、对实际因素考虑不全面等问题，提出了一种无源滤波器的多目标优化设计方法。将无源滤波器的初期投资、无功功率补偿容量、滤波后电网谐波含量作为三个目标，利用遗传算法对无源滤波器的参数进行优化设计。通过适应度函数的阈值制约以及以不同概率进行染色体选择操作，使得种群朝三个目标最佳协调点的方向进化；并且，为了克服算法的早熟收敛，引入混沌算子来增加种群的多样性；最后对一个混全滤波实验系统进行了无源滤波参数的多目标优化设计。实践表明，设计出的无源滤波器具有良好的综合性能。     

无源滤波器多目标优化设计及实验仿真

针对现有无源电力滤波器的设计方法中过分依赖经验和优化能力不强的情况,利用改进遗传算法的全局寻优能力,提出了一种基于遗传算法的无源电力滤波器设计方法,即从无源滤波器的成本、无功补偿和滤波效果3个目标全局优化.通过适应度函数的阈值制约以及以不同概率进行染色体选择操作,使得种群朝3个目标最佳协调点的方向进化.通过混沌算子来解决早熟收敛的问题.最后利用PSIM软件建立仿真模型,仿真实验结果说明了该方法在无源滤波器优化设计中的有效性和正确性.     

无源电力滤波器参数的混沌模拟退火优化设计

提出引入混沌模拟退火策略来进行无源电力滤波器的多目标参数优化设计.分析了无源电力滤波器参数设计的一般原则.综合滤波器投资、无功补偿功率、滤波后谐波含量给出了多目标优化函数.采用比例一加权原则进行多目标的协调.构造出综合性能目标函数:利用混沌的随机性和遍历性.同时结合模拟退火的方向性与选择性.提出了Logistic混沌映射与模拟退火策略相结合的参数优化设计方法,进一步详细分析了该算法的基本原理,归纳出具体可行的计算与操作步骤:开发出了实用程序,介绍了应用实例.并将不同优化方法进行了对比,结果验证了该方法设计出的无源电力滤波器具有良好的综合性能.     

一种基于NSGA-II的低频谐振滤波器优化设计方法

舰船电力系统需要为船上各种用电设备提供安全稳定的电能,因此采用了各种电力电子装置完成电能变换,这些装置不可避免的会带来各种谐波干扰。由于受到体积重量的限制,在大功率电力系统中,若采用简单的EMI滤波器滤除低次谐波,由于所需的电容电感量较大,电感需要承担所有的工作电流,工程实现较为困难。在已知谐波频率的情况下,本文采用谐振滤波原理可在保证滤波效果的情况下有效减小滤波器的体积,并基于NSGA-II算法提出了一种谐振滤波器的优化设计方法。首先阐述谐振滤波的基本原理及设计方案,然后将谐振滤波器的初期投资、滤波后直流侧谐波含量,滤波设备的体积作为三个目标,利用NSGA-II算法求解谐振滤波器的参数。最终通过实验进行验证,设计的谐振滤波器具备良好的综合性能。     

基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化

在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMTPWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。     

晶闸管投切滤波装置在海洋平台电力系统谐波治理中的应用

以海洋平台电力系统这一类特殊的微电网为背景,重点分析海洋平台电力系统的主要特点和特征次谐波。在满足无功补偿要求的前提下,利用晶闸管投切滤波器对海洋平台电力系统的谐波进行治理,根据实地测量的电网谐波,利用遗传算法对晶闸管投切滤波器的参数进行优化设计。Matlab软件的仿真结果表明,晶闸管投切滤波器对海洋平台电力系统谐波的治理效果比较好,并且兼顾了无功补偿的要求。     

谐波畸变下电网的无功优化

系统中装设了大量的电容器进行无功优化以降低网损，但在谐波频率下，容易产生系统与电容器之间的谐波谐振或谐波放大，从而使系统的谐波畸变率变大，破坏了系统的安全运行，针对这一问题，提出了谐波畸变情况下对电网进行无功优化的模型，给出了用遗传算法进行求解的具体步骤：染色体编码；适用值函数的选取；遗传操作，进行系统优化，并通过灵敏度方法对遗传算法进行了改进，用VB编制了仿真程序，对Ward-Hale六节点系统进行了仿真计算，结果表明，在满足电网电压和谐波标准约束的情况下，模型能达到系统网损和谐波畸变最小，且改进的方法大大加快了遗传过程的进化速度，说明了改进方法的有效性。     

基于最佳偏调谐的无源滤波器优化设计

为保证滤波器失谐情况下仍具有最佳的滤波效益,提出一种基于最佳偏调谐的滤波器优化设计方法。该方法选取各滤波支路补偿容量作为优化变量,考虑无功功率平衡、谐波电压、谐波电流限制等,以母线电压畸变率最小为目标函数,建立含最佳偏谐率变量的优化模型。通过迭代求解,可得到各滤波支路最佳补偿容量和最佳调谐频率,保证失谐情况下滤波器具有最佳滤波效果。对具体工程实例计算表明,与传统经验优化方法相比,该方法设计的滤波器在失谐情况下具有更佳的滤波效果。     

谐波分析与滤波器优化配置软件在电力系统中的应用

根据滤波器投资费用最小的原则,结合改进的网络固有结构法和谐波潮流解耦算法,基于Matlab和Delphi语言开发出一套谐波分析与滤波器优化配置软件。除一般的谐波分析功能外,软件还具有两个特色功能：运用改进的网络固有结构法来分析串并联谐振,从而使系统谐振次数远离谐波次数,避免谐振以及由此引起的谐波放大问题;基于网络固有结构法确定电力系统中各次滤波器的最佳配置位置,并运用自适应差异进化算法对滤波器参数进行优化设计,使电网各节点的谐波指标能最大限度地满足国标要求,以达到抑制谐波的目的。此外,还开发出界面友好、功能强大的图形编辑器,研制出电力系统谐波潮流分析及滤波器优化配置综合软件包。对实际电力系统算例的计算和分析表明,所提出的方法正确有效,所研制的软件实用性强。     

A genetic algorithm approach in optimal capacitor selection with harmonic distortion considerations

This paper reports the research findings of an innovative genetic algorithm approach for optimizing shunt capacitor sizes and their placement in radical distribution systems with the consideration of harmonic distortion limit due to the presence of nonlinear power electronic devices. The algorithm is based on a genetic algorithm solution technique to minimize cost under the additional constraints of maximum limit in harmonic distortion factor. A harmonic distortion calculation is embedded in the genetic algorithm solution routine to enhance the optimal capacitor allocation solution. Results of simulation show that the approach is effective for such a discrete value optimization problem.     

基于PSO算法的三电平优化PWM方法

受大功率开关器件开关频率的限制,牵引逆变器输出波形中含有大量的谐波,所以有必要采用优化的脉宽调制（ PWM ）方法来减少牵引逆变器输出波形的谐波。首先,建立了最小电流总谐波畸变率（ THD ）谐波优化模型,并采用粒子群优化（ PSO ）算法对模型进行求解。其次,在分段同步调制的不同分频段上对PSO-PWM和传统正弦脉宽调制（ SPWM）进行了比较,得到PSO-PWM具有良好谐波优化效果的结论。最后,用仿真和半实物实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种基于智能改进算法的定制电力设备优化配置策略

为了更好地治理配电网谐波污染、低功率因数以及电力系统电压波动所带来的敏感负荷不能正常工作问题,研究了配电网多种定制电力设备的优化配置。综合考虑电能质量治理目标以及投资费用建立了优化配置数学模型,并提出一种将遗传算法与内点法有机结合的混合优化策略用于多种定制电力设备的优化配置。该混合策略利用遗传算法锁定各装置的最优安装位置并求得近似最优安装容量,将近似容量设为内点法初值寻找更加精确更优的安装容量。此外,分别基于约束越限和预判自适应对遗传算法和内点法做出改进,提高了寻优速度。理论分析和仿真结果表明,该混合算法比单独的遗传算法稳定性更高、寻优结果更加精确。     

并网逆变器LCL滤波器的参数优化设计

LCL型滤波器因具有更优的高频谐波衰减性和滤波效果被广泛应用于并网逆变器中,但其参数设计较为复杂。提出了一种新的LCL型滤波器参数优化设计方案,建立以纹波电流最小化、谐波衰减最大化和功率损耗最小化的多个目标优化设计模型。运用熵值权重法转换为单目标优化模型并利用遗传算法对优化模型求解。在MATLAB/Simulink中搭建基于LCL滤波器的并网逆变器仿真模型,验证了该优化方案的适用性。与现有方法相比,文中的优化方法在保证滤波效果的前提下,具有更好的谐波衰减性能,抑制纹波的能力及更小的功率损耗。