[发明专利]一种参数自适应调整的谐波补偿方法及装置

权利要求书

1.一种参数自适应调整的谐波补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立有源滤波装置的谐波电流传递函数模型，对所述传递函数模型进行PI控制和重复控制，其中，PI控制和重复控制共同输出的误差为所述重复控制的一个输入量，同时也作为PI控制的一个输入量；

2)采用粒子群算法对PI控制和重复控制的控制参数进行优化，得到所述谐波电流传递函数模型输入的目标电流与输出的实际电流之间的误差最小的最优控制参数，利用所述最优控制参数对所述有源滤波装置进行控制，实现对有源滤波装置的谐波电流进行补偿；

采用粒子群算法对PI控制和重复控制的控制参数进行优化时，根据谐波电流含有率调整粒子的搜索速度；

所述谐波电流含有率为各次谐波电流的均方根值与基波电流的有效值的百分比；在计算谐波电流含量时，在滑窗迭代算法中加入了用于补偿变流器输出电抗造成输出滞后的补偿系数，所述电流谐波含量的计算公式为：

u_m(kτ)＝A_mcos[(m+pre_point)ωkτ]+B_msin[(m+pre_point)ωkτ]

其中，u(kτ)表示要计算的电流谐波含量，m表示所求谐波的次数，k表示电流信号中的第k次采样，τ表示采样间隔，ω表示基波角频率，pre_point表示补偿系数，i表示第i个采样点，N表示一个工频周期内的采样点总数，Ncur表示当前的采样点。

2.根据权利要求1所述的参数自适应调整的谐波补偿方法，其特征在于，采用粒子群算法对PI控制和重复控制的控制参数进行优化的过程为：

根据系统偏差与时间的关系，以时间绝对偏差ITAE的倒数作为适应度函数，适应度函数的表达式为：

将所述适应度函数进行离散化处理得到：

其中，e(t)表示实际电流与目标电流之间的差值，Δt表示采样间隔，j表示第j个采样点。

3.根据权利要求2所述的参数自适应调整的谐波补偿方法，其特征在于，粒子群的位置和速度更新的过程包括以下子步骤：

a、根据所述适应度函数的表达式计算粒子当前适应度值及前一时刻的适应度值；

b、若当前粒子适应度优于粒子本身前一时刻的最优适应值，则把当前位置粒子群作为最优位置

c、若粒子当前适应度优于整个粒子群前一时刻的最优适应度，则把当前位置粒子群作为全局最优位置

粒子的速度和位置分别表示为：

其中，c₁，c₂是学习因子，r₁，r₂是[0，1]之间的随机数，为粒子群最优位置，为粒子群的全局最优位置，v_id是粒子速度，x_id是粒子位置，w是粒子速度的权重系数。

4.根据权利要求3所述的参数自适应调整的谐波补偿方法，其特征在于，所述权重系数的表达式为：

其中，w_start为起始权重值，t_max是最大迭代次数，t是当前迭代次数，c_ratio是有源滤波装置的谐波电流补偿率。

5.根据权利要求4所述的参数自适应调整的谐波补偿方法，其特征在于，所述有源滤波装置的谐波补偿率的计算公式为：

其中，c_ratio为有源滤波装置的谐波补偿率，THDi为谐波电流含有率，THDi₀为补偿后的谐波电流含有率，i为补偿前的负载电流，i₀为补偿后的负载电流。