SVPWM优化算法研究

传统的电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法很复杂,计算量大.根据经典的正弦脉宽调制(SPWM)原理,提出了一种简化的算法,不需要进行复杂的坐标变换和大量三角函数的计算,简化了SVPWM中各电压矢量作用的计算,不需要对扇区进行判断,关键在于求出三相参考电压的中间值的相电压,从而大大简化计算过程.     

一种多电平逆变器简化SVPWM算法

为解决传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法应用于多电平逆变器时,参考电压矢量定位计算复杂、繁琐的问题,以中点钳位H桥5电平逆变器为例,介绍其拓扑结构及工作原理并提出一种基于αβ坐标系的简化SVPwM算法.该算法利用旋转归一化将其他5个扇区转化到第Ⅰ扇区,使计算量减少了5/6,通过使用一组公式可以快速判断参考电压矢量的准确位置,克服了传统SVPWM算法计算复杂的缺点.同时,该算法可以适用于更高电平.实验结果验证了所提算法的正确性与可行性.     

三电平矢量分解SVPWM算法及中点电压平衡

传统多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展。研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法。该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算。分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略。该策略易于推广到多电平SVPWM算法。实验验证了该控制算法的有效性。     

单相变换器简化多电平SVPWM算法

针对单相五/七电平变换器空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现过程复杂的问题,提出一种简化的空间矢量脉宽调制算法。该简化算法通过将单相五/七电平SVPWM算法中的参考空间电压矢量分解成为偏移矢量和单相三电平SVPWM中的空间电压矢量,从而将单相五/七电平SVPWM算法简化为单相三电平SVPWM算法。相比于传统单相多电平SVPWM算法和现有对实现流程简化的单相多电平SVPWM算法,所提出的简化算法分析简便,计算复杂度降低,占用的控制器资源较少,并且可以较为容易地实现电容电压平衡。基于现场可编程阵列(FPGA)设计了单相级联H桥(CHB)和二极管箝位(NPC)五/七电平逆变器传统和简化SVPWM算法,验证了所提简化算法的正确性和有效性。     

SVPWM坐标分量法的研究与实现

提出一种新颖的空间矢量脉宽调制(SVPWM)简化算法,仅需计算出电压参考矢量在新坐标系中的分量,即可快速判断参考矢量所在扇区并计算矢量作用时间,无需进行三角函数运算和矩阵运算,与传统SVPWM算法相比具有更好的实时性。通过仿真和实验验证了该算法的有效性。     

两电平空间矢量脉宽调制的简化算法和电压谐波分析方法

传统的两电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法流程复杂,计算量较大。从传统算法的伏秒平衡方程出发,推导并求解了三相上开关器件脉宽时间所满足的线性方程组,提出了一种无需坐标变换和扇区判断的两电平SVPWM简化算法。该算法流程简单,计算量少,且在参考电压含不对称分量时仍与传统算法等价。在此基础上,针对采用同步SVPWM的两电平变流器,提出了一种电压谐波分析方法,给出了在不同零矢量分配方式下通用的电压谐波频谱计算公式,并定性分析了电压谐波的频谱分布特性。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提的两电平SVPWM简化算法和电压谐波分析方法的准确性。     

一种新的差值SVPWM调制方法

通过对传统SVPWM调制算法进行理论分析和算法推导,提出了一种新的差值SVPWM调制方法。该方法在每个控制周期内,直接采用三相电压差值来计算基本电压矢量作用时间,并由相电压之间从大到小排序来判定扇区,省去了传统实现方法中复杂的坐标矩阵变换、三角函数计算等矢量分解过程,简化了SVPWM算法步骤。进一步的仿真与实验,证明了该差值SVPWM算法正确、计算效率高、实时性强,节省CPU资源。     

基于一种新颖差值SVPWM算法的研究

通过对传统SVPWM矢量算法进行分析和理论推导,提出一种新颖的差值SVPWM算法.在每个控制周期内,通过对三相电压进行重新排序.直接采用电压差值来计算基本空间矢量作用时间,并设计出统一的时间状态矩阵求解三相PWM占空比,无需坐标变换、三角函数、反正切及参考电压矢量对扇区的矢量分解,简化了SVPWM算法步骤.实验结果表明,该新颖差值SVPWM算法正确可行,编程量少,精度高.     

基于坐标分量的三电平SVPWM快速算法

比较并研究了不同的SVPWM改进算法,指出各种改进算法的本质差别在于算法所基于的坐标系不同,从而决定了位置判断、矢量作用时间计算的难易差别。提出一种新算法,该算法建立在一种与所有扇区及小区域严格对称的新坐标系上,只需一次计算电压参考矢量在新坐标系中的分量,即可快速判断参考矢量所在位置并计算矢量作用时间,避免了三角函数运算和矢量幅角求取,相比传统SVPWM算法具有更好的实时性。通过实验验证了算法的有效性。     

一种快速三电平逆变器SVPWM算法

针对基于直角坐标系的传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法计算量大,实时性差,对控制器性能要求高的缺点,提出一种快速三电平SVPWM算法。该算法基于自然abc三相坐标系,无需坐标变换,比较三相输入参考电压的大小及符号便可以判断出参考电压矢量所处扇区,通过对参考电压矢量进行旋转归一化处理,可以将计算量减少到原来的1/6,无需三角函数及根号运算,易于数字化实现。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。     

积分—水平集求全局最优的遗传算法实现

在Chew Soo Hong等提出的一个积分— —水平集求全局最优的概念性算法及Monte-Carlo随机取点的实现途径的基础上，利用遗传算法给出了这一算法的另一种实现途径，并从理论和数值两个方面验证了算法的可行性．     

用于有源滤波器谐波检测的一种新的自适应算法

提出了一种新的变步长最小均方(least-mean-square,LMS)自适应谐波检测算法,并将其应用于有源电力滤波器中。以一种时变步长迭代方法取代传统的定步长迭代法,旨在提高算法在求取均方差最小值的过程中方向估值的精度,从而达到提高算法收敛速度的目的。文中详细推导了2阶步长迭代公式,并导出了扩展的N阶步长迭代公式的递归表达式。通过仿真将所提出的新算法与传统的定步长算法进行了比较,证明新算法的收敛特性明显优于传统算法。     

修正节点接入导纳潮流算法

针对牛顿–拉夫逊法初值选取不当和PQ分解法受网络RX比例影响造成的计算不收敛问题,提出了一种修正节点接入导纳的潮流算法。理论证明该算法是正确的。算例分析表明,该方法收敛可靠、计算速度快,同时不受RX比例与初值选取的影响。     

基于动态多种群粒子群算法的无功优化

提出了一种基于动态多种群策略的改进粒子群算法。该算法将传统粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)中的种群划分成多个子群,每个子群相对独立地朝同一目标进化,仅通过一种轮形结构的弱联系进行交流。在进化过程中各种群不断分裂和聚类重组,动态调整种群规模以更好地适应进化。该算法可以较好地避免PSO算法过快收敛于局部最优解,并且有较快的收敛速度。文中将该算法应用于求解电力系统无功优化问题,并与标准PSO算法的性能进行了对比,仿真计算证明该算法是有效、可行的。     

基于新型DNA遗传萤火虫优化的二维图像盲恢复算法研究

针对现有图像恢复算法的不足,提出了基于新型DNA遗传萤火虫优化的二维图像盲恢复算法。该算法首先对传统DNA遗传算法中交叉和变异操作进行改进,得到新型DNA遗传算法后与萤火虫算法相结合,提出了新型DNA遗传萤火虫优化算法;其次将新型DNA遗传萤火虫优化算法应用于二维图像盲恢复,得到的基于新型DNA遗传萤火虫优化的二维图像盲恢复算法具有良好全局搜索能力,优化了盲均衡器的初始权矩阵,模糊图像经过二维盲均衡器处理后,有效增强了图像质量,图像恢复良好。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于二层规划的无功优化模型及其混合算法

建立了电力系统无功优化的二层规划数学模型.基于二层规划模型和遗传算法、模拟退火算法的特点,构造了求解该模型的混合算法,即上层采用遗传算法求解,下层采用模拟退火法求解.对IEEE-6节点和IEEE-30节点系统进行的仿真计算表明所建立的模型和算法有效可行,对于大系统而言,该算法与上下层均采用遗传算法相比能大大提高计算速度.     

Optimal power dispatch in multinode electricity market using genetic algorithm

The application of the genetic algorithm to solve the optimal power dispatch problem for a multi-node auction market is proposed in this paper. The optimal power dispatch problem is a non-linear optimisation problem with several constraints. The objective of the proposed genetic algorithm is to maximise the total participants’ benefit at all nodes in the system. The proposed algorithm is simple to implement and can easily incorporate additional constraints. The algorithm was tested on a 17-node, 26-line system. The results have shown that the proposed algorithm yields good results that are consistent with typical market behaviour.     

用于电力线通信系统的OFDM定时同步算法

为了提高电力线通信在恶劣的电力线信道下通信的可靠性,提出了一种新的正交频分复用(OFDM)定时同步算法。该算法在本地相关法的基础上,对Schmidl算法和Park算法的定时函数的计算过程进行改进,实现信号的定时同步。基于MATLAB软件的仿真结果表明,与Park算法相比,所提算法在低信噪比的加性高斯白噪声信道和电力线信道下,都能获得更加精确的定时同步结果,并且所提算法的计算量更小。并在实验室220 V交流电力线的环境下,验证了所提算法的可行性。     

基于流聚类的PMU异常数据辨识算法

为保证同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)采集数据的准确应用,须排除其量测值中的异常数据。现有PMU异常数据辨识算法存在算法复杂度高、难以在线更新、多源数据难以校准、依赖多源数据应用难度大等不足。为此,文中从PMU事件数据和异常数据模型及PMU异常数据判别信息熵定义出发,提出基于该信息熵的异常数据辨识框架。在此框架基础上,基于利用层次方法的平衡迭代规约和聚类(balanced iterative reducing and clustering using hierarchies,BIRCH)算法提出PMU异常数据辨识算法;然后,对所提出的算法进行原型实现,并针对某变电站的PMU采集数据集进行算法实验验证。实验结果表明,与一类支持向量机(one-class support vector machine,OCSVM)算法与间隙统计算法相比,文中算法的准确度及实时性均具有较强的优势。     

A new genetic-based tabu search algorithm for unit commitment problem

This paper presents a new algorithm based on integrating the use of genetic algorithms and tabu search methods to solve the unit commitment problem. The proposed algorithm, which is mainly based on genetic algorithms incorporates tabu search method to generate new population members in the reproduction phase of the genetic algorithm. In the proposed algorithm, genetic algorithm solution is coded as a mix between binary and decimal representation. A fitness function is constructed from the total operating cost of the generating units without penalty terms. In the tabu search part of the algorithm, a simple short term memory procedure is used to counter the danger of entrapment at a local optimum by preventing cycling of solutions, and the premature convergence of the genetic algorithm. A significant improvement of the proposed algorithm results, over those obtained by either genetic algorithm or tabu search, has been achieved. Numerical examples also showed the superiority of the proposed algorithm compared with two classical methods in the literature.