[发明专利]一种改进麻雀搜索算法优化三相SAPF直流侧控制方法

说明书

本发明公开了一种改进麻雀搜索算法优化三相SAPF直流侧控制方法，步骤1，非线性负载电流I_L经过参考电流检测模块，除去电流基波正序有功分量i_pabc后，得到谐波电流i_h；步骤2，使用SAPF直流侧电压参考值与实际电压值的差值计算算法优化的目标函数ITAE；步骤3，用ISSA算法进行参数整定，找出K_p、K_i的最优值赋给PI控制器，并将电压偏差转换成稳定直流侧电压的补偿电流增量Δi_p；步骤4，把Δi_p与i_pabc相乘，与i_h做差，得到参考电流i_ref；步骤5，参考电流i_ref减去补偿电流I_c的差值，通过PR控制，输出信号g；步骤6，输出信号g控制PWM变流器使SAPF输出合理的补偿电流I_c。本发明采用ISSA算法对控制参数进行整定，寻优精度更高，收敛速度更快，直流侧电压稳定效果更好。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种改进麻雀搜索算法优化三相SAPF直流侧控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，微电网中有大量非线性负载投入使用，导致电网电流的谐波污染越来越严重。三相并联型有源电力滤波器(SAPF)可以有效补偿谐波。实际上，SAPF是由电流内环和电压外环构成的双闭环系统。当电网接入非线性负载时，许多谐波和无功电流注入其中，超过一定标准的谐波含量将会严重威胁电气设备的安全和稳定运行，因此，为了改善补偿后的电网电流波形，抑制谐波，就要让直流侧电压值稳定在给参考值附近。电容电压控制环节对完善补偿电流有重要作用，其控制参数对控制性能起着决定性作用，合理选择控制参数至关重要。

直流侧电容电压的控制采用传统的PI控制器，在选取控制器参数方面，参数的整定方法主要有传统参数整定方法和智能参数优化方法。其中传统参数整定方法有：Z-N法、临界比例度法、衰减曲线法等，这类方法都是根据工程经验公式进行近似整定，还需要在实际运行中最后调整和完善，整定精度不高，并且需要精确的对象模型，而工业控制中，许多实际对象的模型不容易建立。智能算法优化方法主要有：神经网络、模糊控制、遗传算法、粒子群优化算法等。神经网络的整定参数效果受初始值的影响较大；模糊控制则需要整定人具有丰富的先验知识进行模糊规则的编写；遗传算法中的交叉变异操作可能将更优解变差；粒子群优化算法是群体智能算法中最为经典的一种方法，但是存在容易陷入局部最优区域和收敛较慢的缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出采用改进麻雀搜索算法(ISSA)对SAPF直流侧的电容电压控制器进行参数整定，并且与传统粒子群算法优化结果进行对比，解决粒子群算法易陷入局部最优，收敛速度慢的缺点，提升电压侧PI控制器的控制性能。

本发明采用以下技术方案：

一种改进麻雀搜索算法优化三相SAPF直流侧控制方法，包括如下步骤：

步骤1，非线性负载电流I_L经过基于FBD法的参考电流检测模块，除去电流基波正序有功分量i_pabc后，得到谐波电流i_h。

步骤2，将SAPF直流侧电压参考值U_d^*与实际电压值U_d的差值，进行绝对值乘以时间的积分作为算法优化的目标函数ITAE。

步骤3，用改进麻雀搜索算法ISSA进行参数整定，找出K_p、K_i的最优值赋给仿真模型中的PI控制器，并且将电压偏差转换成稳定直流侧电压的补偿电流增量Δi_p。

步骤4，把补偿电流增量Δi_p与电流基波正序分量i_pabc相乘，与谐波电流i_h做差，得到参考电流i_ref。