[发明专利]一种用于轨道交通车载电网的功率控制方法、系统、装置和介质

权利要求书

1.一种用于轨道交通车载电网的功率控制方法，其特征在于，

步骤1：依据交流-交流矩阵变换器的开关数量初始化蚁群算法；

步骤2：依据交流-交流矩阵变换器中开关的通断规则确定开关状态之间的距离，将蚂蚁放置在不同的开关状态上；

步骤3：蚂蚁每完成一次遍历，全局最优开关状态组合模块计算交流-交流矩阵变换器预测功率误差；

步骤4：最大迭代次数完成后依据获得的交流-交流矩阵变换器全局预测功率最小误差，得到当前交流-交流矩阵变换器的最优开关状态组合；

步骤5：依据步骤4获得的最优开关状态组合，调整交流-交流矩阵变换器，确保车载电网提供稳定的交流电；

步骤1具体为：蚁群中蚂蚁数量为m，交流-交流矩阵变换器中的开关数为n，每个开关表示为SW₁，SW₂，…，SW_n，每个开关具有通和断两种状态，表达为SW_1-1/SW_1-0，SW_2-1/SW_2-0，…，SW_n-1/SW_n-0，蚂蚁需要遍历n个开关、2n种开关状态，最终找到n个开关通断情况的最优解；

tc时刻开关状态i与开关状态j连接路径上的信息素浓度为τ_ij(tc)；初始时刻，各开关状态连接路径上的信息素浓度相同，都为τ_ij(tc)＝τ₀；然后蚂蚁将按一定概率选择线路，表示tc时刻蚂蚁q从开关状态i转移到开关状态j的概率；

其中，为启发函数，表示蚂蚁从开关状态i转移到开关状态j的期望程度，allow_com为蚂蚁待访问开关状态的集合，若开关状态j属于allow_com，则若开关状态j不属于allow_com，则μ表示信息素重要程度因子，值越大表明信息素浓度在转移中作用越大；θ为启发函数重要程度因子，其值越大表示启发函数在转移中作用越大；开关状态i到开关状态j之间的距离设为d_ij(i，j＝1，2，…，2n)；

步骤2具体为：d_ij的计算方式为：

是allow_com的取非运算，表示已经访问过的开关状态的集合，γ为大于1常量；当j与中任一开关状态均不是同一开关通断状态时，判断开关状态i与开关状态j分别对应的开关是否为互斥关系，若两者不是互斥关系，则d_ij＝γ；若两者为互斥关系，则继续判断开关状态i与开关状态j是否有相同的状态指示，若均是打开状态或均是关闭状态，则d_ij＝∞，若两者状态指示满足互斥要求，即一个打开一个关闭，则d_ij＝1；将蚂蚁放置在不同的开关状态上；

步骤3具体为：步骤3.1：在矩阵变换器的输入端，采集相应的电压、电流，将其传递给全局最优开关状态组合模块；步骤3.2：全局最优开关状态组合模块依据交流-交流矩阵变换器功率预测模型计算第k拍采样点的下一拍，即第k+1拍矩阵变换器的输出功率；步骤3.3：将交流-交流矩阵变换器第k+1拍输出端的电压和电流传递给全局最优开关状态组合模块；步骤3.4：全局最优开关状态组合模块计算交流-交流矩阵变换器输出端实际功率；步骤3.5：全局最优开关状态组合模块依据步骤3.2和步骤3.4的计算结果计算交流-交流矩阵变换器预测功率误差；

步骤3还包括：预测功率计算公式为：

其中，和为α_β坐标系下输入端第k+1拍电流预测值，和为α_β坐标系下输入端第k拍采样电压值；交流-交流矩阵变换器输出端第k+1拍功率的计算公式为其中，和为α_β坐标系下输入端第k+1拍电压值，和为α_β坐标系下输入端第k+1拍电流值；将交流-交流矩阵变换器第k+1拍时，输入端对矩阵变换器输出功率的预测值与矩阵变换器输出功率求差后再平方，可以获得交流-交流矩阵变换器功率预测误差方差err，即