應用于電力濾波器的逆變器開關規律研究

4 實際應用

如圖6所示為一單相有源電力濾波器原理圖。這種有源電力濾波器是為解決用戶端供電系統中存在的電能質量問題而設計的。它利用PWM逆變器產生與電網中諧波電流大小相等、方向相反的波形，以達到改善電能質量的目的。

從主電路原理圖可以看出，DSP 控制系統必須能從電源電流中實時檢測出其中的諧波電流，并根據免疫遺傳算法實時計算出最優開關控制序列，再控制PWM 變流器實時產生一個補償電流。

在同一硬件環境下，對比兩種控制策略控制的輸出，可以看出遺傳算法的優越性。圖7(a)所示為常規控制策略時的電流波形，圖7(b)為經過遺傳算法得出的最優開關序列所發出的電流波形。圖8為對兩種實測波形的分析結果。圖8(a)所示為常規方法下電流波形的諧波分析，可以得出電流總諧波畸變率為1.663%。圖8(b)所示為遺傳算法得出電流波形的諧波分析，電流總諧波畸變率為1.103%，較前者減小33.7%。

如圖9 所示為該有源濾波裝置的控制器電路板。以此控制器為核心的有源濾波裝置已成功應用于電氣化鐵路單相27.5 kV系統，長期運行證明裝置穩定、可靠。

5 結語

遺傳算法適合于對復雜的、多變的、具有不確定性等問題的最優解的尋找，所以為復雜的非線性電力電子器件的控制策略的確定提供了一種新的思路。本文將遺傳算法應用于電力電子器件的開關控制策略，求解逆變器的最優控制規律，仿真及應用證明較常規方法效果有明顯提高，同時也為遺傳算法應用于研究電力電子器件的最優控制規律提供了參考。