[发明专利]基于灰狼算法的微电网交直流断面换流器PID参数优化方法

说明书

一种基于灰狼算法的微电网交直流断面换流器PID参数优化方法：设定狼群中狼的个数、最大迭代次数、所求问题维度以及PID参数变量取值范围，初始化狼群位置；计算每条狼所在位置对应的整定模型目标函数值，即PID控制效果的目标函数值；根据整定模型目标函数值，将狼群划分为α狼为PID效果最优的狼，β狼为PID效果次优的狼，δ狼为PID效果第三优的狼，ω狼为剩余的狼；计算α狼所在位置对应的检验模型目标函数值；判断检验模型PID控制效果是否连续V次无改进；对代表PID参数的狼群位置更新；判断当前迭代次数是否达到设定的最大迭代次数；输出α狼所在位置，即微电网交直流断面换流器全局最优PID参数值。本发明使得PID控制器参数可以整定到给定目标下的最优值。

技术领域

本发明涉及一种换流器PID参数优化方法。特别是涉及一种基于灰狼算法的微电网交直流断面换流器PID参数优化方法

背景技术

PID参数优化是自动控制设备中一种重要的控制策略，它具有原理简单，使用方便，适应性强，鲁棒性强等特点。其控制品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场。

PID参数优化一直是PID控制器研究领域的重要问题。由于交直流微电网的高阶性和高非线性性，其中交直流断面换流器的PID控制器参数的优化十分困难，传统的经验整定不再适应实际需求。

灰狼算法是一种通过模拟狼群捕食猎物的行为来寻找全局最优的算法，其性能已经被证明强于粒子群算法、差分进化算法。因此，为了解决控制参数优化问题,改善系统性能,提出一种基于灰狼算法的PID控制器参数优化方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够使PID控制器参数整定到给定目标下最优值的基于灰狼算法的微电网交直流断面换流器PID参数优化方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于灰狼算法的微电网交直流断面换流器PID参数优化方法，包括如下步骤：

1)设定狼群中狼的个数、最大迭代次数、所求问题维度以及PID参数变量取值范围，初始化狼群位置；

2)进行迭代次数计数，计算每条狼所在位置对应的整定模型目标函数值，即微电网交直流断面换流器PID控制效果的目标函数值；

3)根据整定模型目标函数值，将狼群划分为α、β、δ、ω，其中，α狼为PID效果最优的狼，β狼为PID效果次优的狼，δ狼为PID效果第三优的狼，ω狼为剩余的狼；

4)计算α狼所在位置对应的检验模型目标函数值，即微电网交直流断面换流器增加扰动后的PID控制效果的目标函数值；

5)判断检验模型PID控制效果是否连续V次无改进，若是，则停止迭代，执行步骤8)，否则，执行步骤6)，所述的V大于等于6；

6)对代表PID参数的狼群位置更新；

7)判断当前迭代次数是否达到设定的最大迭代次数，若达到，则停止迭代，执行步骤8)，否则，返回步骤2)；

8)输出α狼所在位置，即微电网交直流断面换流器全局最优PID参数值。

步骤2)所述的整定模型是微电网交直流断面换流器，其中，换流器直流侧为一直流电源，交流侧经过一个LCL滤波接到交流侧电源；控制模块分为内环控制与外环控制，共有第一PID控制器、第二PID控制器、第三PID控制器和第四PID控制器；第一PID控制器和第二PID控制器构成外环控制，是控制交流侧与直流侧电压，第三PID控制器和第四PID控制器构成内环控制，是控制滤波器输出电容电压的幅值与相角；直流电压和交流电压分别经过第一PID控制器和第二PID控制器得到电容电压角度参考信号和电容电压幅值信号参考；测量得到的电容电压经傅里叶变换后与参考信号做差输入到第三PID控制器和第四PID控制器；第三PID控制器和第四PID控制器的输出经坐标变换后输出为调制信号产生换流器触发脉冲给换流器。