[发明专利]一种基于随机加速粒子群算法的动态电压恢复器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及动态电压恢复器控制方法，尤其是对一种电压暂降的优化控制方法。

背景技术

随着当今科技与经济的飞速发展电力系统的规模也在飞速扩大，用户对于稳定和高质量的电能需求也明显上升。当配电系统发生大扰动时会产生诸如：供电中断、电压暂降、电压波动和闪变等方面的故障，其中电压暂是发生频率最高且影响最为严重的一种电能质量问题。因此，对电压暂降的优化控制获取高质量的电能具有重要意义。

为了补偿干扰对敏感负载的影响，引入了动态电压恢复器，其能够补偿电压扰动对敏感负载的影响，主要作用是当系统发生扰动时，在敏感负载的连接点上保持恒定的电压幅值。运用适当控制策略能够减少敏感负载造成的电压暂降。论文《基于自学习粒子群优化算法的单相动态电压恢复器补偿策略》，广东电力期刊，2013年第26卷第8期所提出的方法仅适用于对单相电网电压暂降的补偿。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于随机加速粒子群算法的动态电压恢复器控制方法，可以实现对三相电网中电压暂降的 补偿，使得电压暂降可以得到改善。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于随机加速粒子群算法的动态电压恢复器控制方法，包括如下步骤：

S1信息采集：检测得到三相敏感负载电压，经PARK变换将所述三相敏感负载电压变换为两相直流分量电压；

S2信号处理：将所述两相直流分量电压与参考电压进行比较得到d轴电压分量偏差和q轴电压分量偏差，并将d轴电压分量偏差和q轴电压分量偏差分别送给随机加速粒子群优化控制器；

S3数据计算：用随机加速粒子群算法优化控制器获得最优PI参数，具体如下：

3.1)初始化种群；

3.2)每个粒子随机产生初始位置和速度；

3.3)计算每个粒子的适应度函数值；

3.4)对每个粒子将其适应度函数值和其全搜索空间的最佳位置gbest_i的适应度值进行比较，若最小，则将其作为全搜索空间最佳位置；

3.5)利用随机加速粒子群算法计算粒子速度，并更新粒子位置；

3.6)判断适应度函数值是否最小，若最小则将得到的值设置为当前PI参数的最优值；否则，重复以上步骤3.1)-3.5)，直到适应性函数值达到最小；

S4补偿参考信号生成：将步骤S3最终输出的d轴电压控制分量 和q轴电压控制分量，进一步转换成三相补偿电压参考信号；

S5电压补偿：三相补偿电压参考信号经SPWM调制后驱动SVC逆变器，经无源滤波器产生注入三相补偿电压。

需要说明的是，步骤S3中，随机加速粒子群算法中的粒子维度D为4，即：[K_d,I_d,K_q,I_q]，其中，K_d,I_d分别表示d轴控制比例因子和积分因子；K_q,I_q分别表示q轴控制比例因子和积分因子。

需要说明的是，步骤3.2)中，每个粒子随机产生初始位置和速度的更新如公式(1)、(2)所示：

其中，t为迭代次数，α为加速因子，β为学习因子，r为随机数，gbest_ij为第i个粒子的第j个分量在第t次迭代时的全局最优值，为第i个粒子的第j个分量在第t次迭代时的速度，表示第i个粒子的第j个分量在第t次迭代时的位置。

需要说明的是，步骤3.3)中，适应度函数如公式(3)所示：

F＝ω₁ΔU_d+ω₂ΔU_q(3)

其中ω₁,ω₂为权重因子，ω₁+ω₂＝1。；ΔU_d为d轴实际电压与参考电压偏差即d轴电压分量偏差，ΔU_q为q轴实际电压与参考电压的偏差即q轴电压分量偏差。

进一步需要说明的是，ω₁＝0.8，ω₂＝0.2。

本发明的有益效果在于：是一种对三相电网中电压暂降的补偿的方法，可以解决经典PI控制器因带宽限制而无法获得高精度的问题， 同时该方法能够避免陷入局部最优解。