[发明专利]一种基于鲸鱼优化算法的单相并网逆变器控制参数整定方法

权利要求书

1.一种基于鲸鱼优化算法的单相并网逆变器控制参数整定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1建立基于电容电流反馈有源阻尼的单相并网逆变器模型，逆变器控制结构选择电流PI控制结构；

步骤2初始化鲸鱼种群规模N，求解维度D，算法参数a，A，C，l，p和最大迭代次数maxgen，根据求解范围，随机生成鲸鱼种群位置；

参数a:a为随着迭代次数的增加从2线性递减到0的常数；

参数A:代表收敛因子，为均匀分布在[-a,a]之间的随机数；

参数C:常数C是摇摆因子，为均匀分布在[0,2]之间的随机数；

参数l:l为均匀分布在[-1,1]之间的随机数；

步骤3设置电流指令值i_g^*且i_g^*相位由电网电压v_g经过锁相环PLL提供，使其与电网电压v_g保持同步；

步骤4将并网逆变器的并网电流i_g与其指令值i_g^*进行比较，为保证并网电流i_g能快速跟踪指令值i_g^*，并且让其谐波含量尽可能少，故目标函数公式为：

式中T代表系统运行时间，c、d为权重系数，并且c+d＝1；

步骤5用初始化的鲸鱼位置作为单相并网逆变器PI的参数并调用simulink仿真模型，通过目标函数计算初始状态下每只鲸鱼的适应度值并进行排序，确定合适的鲸鱼位置作为算法的初始最优解，最优鲸鱼的位置和它对应的全局最优适应值f_best；

步骤6进入算法主循环，根据鲸鱼优化算法设定的流程来判断鲸鱼接下来的行为从而选择性更新鲸鱼个体的位置；

步骤7位置更新完毕后，对所有的鲸鱼个体再次进行目标适应度值计算，与之前的初始最优解进行对比，若优于f_best，则对f_best进行替换；

步骤8判断是否达到最大迭代次数，若满足则终止迭代，输出当前最优解，否则转到步骤5继续进行迭代。

2.根据权利要求1所述的一种基于鲸鱼优化算法的单相并网逆变器控制参数整定方法，其特征在于，所述步骤6具体为：

开始迭代，如果|A|≤1且p0.5，鲸鱼种群按式(1.2)进行位置更新，否则按式(1.3)进行位置更新；如果p≥0.5，鲸鱼种群则按式(1.5)进行位置更新；

算法循环包括：

1.包围捕食机制

在此阶段，鲸鱼采取包围策略或者随机搜寻策略进行捕食，即它们会选择向着最优的鲸鱼游动或者向着一条随机鲸鱼游动；

(1)向着最优位置鲸鱼游动

此时鲸鱼的位置更新公式如下：

式中分别为第t次迭代中第i条鲸鱼的位置向量和最优鲸鱼的位置向量，常数A是收敛因子，为均匀分布在[-a,a]之间的随机数，a随着迭代次数的增加从2线性递减到0，常数C是摇摆因子，为均匀分布在[0,2]之间的随机数，部分表示该鲸鱼与最优位置鲸鱼之间的距离；

(2)向着随机鲸鱼的位置游动

此时鲸鱼的位置更新公式如下：

式中为第t次迭代中随机的一条鲸鱼的位置向量，其余参数与式(1.2)相同；

在包围捕食阶段，鲸鱼选择包围策略还是随机搜寻策略取决于参数A的值，当|A|≤1时，鲸鱼选择包围策略进行捕食；当|A|1时，鲸鱼选择随机搜寻策略进行捕食；整个包围捕食阶段第i条鲸鱼位置更新公式如下：

2.气泡捕食机制

本阶段中，鲸鱼采用螺旋吐气泡形成气泡网进行捕食，鲸鱼位置更新公式如下：

式中分别为第t次迭代中第i条鲸鱼的位置向量和最优鲸鱼的位置向量，b为螺旋形常数，一般取值为1，ll为均匀分布在[-1,1]之间的随机数；

鲸鱼在捕食过程根据p的值在包围捕食和气泡捕食之间进行切换，即鲸鱼用式(1.4)或式(1.5)更新自身位置的概率各为百分之五十，所以鲸鱼的位置更新公式如下：