模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法，本發(fā)明依據(jù)實際工程應用需求確定模塊化多電平變換器特定諧波抑制的目標諧波階次及抑制上限值，通過傅氏變換法建立基于1/4周期對稱的模塊化多電平變換器特定諧波抑制的多目標優(yōu)化函數(shù)及約束條件，設計多目標自適應極值優(yōu)化求解器獲得一組非支配的開關(guān)角，將其傳輸給模塊化多電平變換器的脈寬調(diào)制模塊，通過示波器檢測模塊化多電平變換器電壓輸出波形和對應的總諧波畸變率。采用本發(fā)明可實現(xiàn)滿足多性能指標折中優(yōu)化的模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制效果，模塊化多電平變換器電壓輸出波形具有更優(yōu)的諧波特性，對應的總諧波畸變率更低，開關(guān)損耗更低。
【專利說明】
模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域多電平變換器調(diào)制技術(shù)，尤其涉及一種模塊化多電 平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國和歐美發(fā)達國家在高壓直流輸電、高壓變頻調(diào)速、大功率新能源電力 系統(tǒng)、大型機載牽引、大型冶煉、港口船舶岸電等應用領(lǐng)域的高速發(fā)展對高性能大容量電力 電子裝置有著迫切的需求，而多電平變換器已逐漸成為大容量電力電子系統(tǒng)中高壓(3kV， 6kV，10kV甚至更高)應用場合的首選方案。在當前功率半導體制造工藝無法進一步提高的 前提下，基于現(xiàn)有的模塊化多電平變換器拓撲結(jié)構(gòu)，如何實現(xiàn)特定諧波抑制PWM(Sel eCted Harmonics Mitigation Pulse Width Modulation，SHM_PWM)在線調(diào)制及實時控制策略作 為實現(xiàn)具有優(yōu)化輸出諧波特性和低開關(guān)損耗等高性能大容量電力電子變換系統(tǒng)亟待解決 的難題之一，已受到國內(nèi)外電力電子技術(shù)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。
[0003] 在多電平變換器的PWM方法中，特定諧波消除PWM(Selected Harmonics Elimination Pulse Width Modulation,SHE-PWM)是應用最為廣泛的方法之一。相比多載 波正弦脈寬調(diào)制（SPWM)和空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM)等技術(shù)，SHE-Pmi方法具有開關(guān)頻率 低、輸出波形質(zhì)量好、開關(guān)損耗小、直流側(cè)濾波器尺寸要求小等顯著的優(yōu)點。而SHM-PWM作為 SHE-PWM的改進方法，不再像SHE-PWM那樣直接消除低階諧波，而是將特定階次諧波抑制在 至工程設計人員接受的某一范圍內(nèi)，即將SHE-PWM的約束條件適當放寬，從而得到具有更佳 諧波性能的高質(zhì)量輸出波形，并具有更低的切換頻率和計算代價。此外，采用SHM-Pmi方法 還放寬了所需濾波系統(tǒng)的要求，將大大降低濾波組件的容量、重量和成本。SHM-Pmi的以上 優(yōu)點在大容量電力電子系統(tǒng)的設計和運行中顯得尤為突出。但上述的SHE-pmi的研究方法 無法直接應用于解決SHM-PWM建模與求解難題，因此近年來多電平變換器SHM-PWM方法逐漸 受到了學術(shù)界和工程應用界的高度關(guān)注和研究應用。目前，現(xiàn)有技術(shù)是將多電平變換器 SHM-PWM問題轉(zhuǎn)化為基于權(quán)重系數(shù)疊加的單目標優(yōu)化問題，然后采用模擬退火算法或遺傳 算法或差分進化或粒子群算法或蜂群算法等單目標優(yōu)化算法進行求解，但存在目標函數(shù)過 于簡化、權(quán)重系數(shù)難以精準確定、計算效率低難以實現(xiàn)在線優(yōu)化、忽略直流電壓變化或不平 衡等特殊工況等致命缺陷。目前，也僅有極少數(shù)研究人員是從多目標優(yōu)化的角度研究多電 平變換器SHM-P麗優(yōu)化問題。國外學者采用多目標粒子群算法(M0PS0)和分層多輸出支持 向量衰退(HMSVR)對光伏并網(wǎng)級聯(lián)Η橋逆變器的SHM-P麗進行了初步探索。針對帶有可變直 流電壓的單相和三相級聯(lián)Η橋逆變器的SHM-Pmi問題，國外學者也采用了類似的M0PS0方法 進行了有益的嘗試。但上述近期報道的基于M0PS0方法的研究嘗試所采用的目標函數(shù)過于 簡單，忽略了直流電壓利用率、直流電容電壓平衡、系統(tǒng)損耗等性能指標，還存在收斂速度 慢、非支配解分布不均勻、計算復雜度偏高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模塊化多電平變換器多目標特 定諧波抑制脈寬調(diào)制方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下方案來實現(xiàn)的：一種模塊化多電平變換器多目標特定諧 波抑制脈寬調(diào)制方法，該方法包括以下步驟：
[0006] (1)輸入依據(jù)實際工程應用需求所確定的模塊化多電平變換器特定諧波抑制的目 標諧波階次及抑制上限值，通過傅氏變換法建立基于1/4周期對稱的模塊化多電平變換器 特定諧波抑制的多目標優(yōu)化函數(shù)及約束條件;設置多目標優(yōu)化求解器的優(yōu)化參數(shù)(包括最 大迭代優(yōu)化次數(shù)I max，鄰居數(shù)目T，PBI懲罰系數(shù)δ)的數(shù)值；
[0007] (2)按照系統(tǒng)抽樣方法產(chǎn)生數(shù)目為RP的參考點集合R，具體實現(xiàn)如下：首先設定目 標函數(shù)權(quán)重值在[0，1 ]區(qū)間里等分的份數(shù)S;若目標函數(shù)個數(shù)Μ〈8，將產(chǎn)生一層參考點，RP為 組合數(shù);當Μ 2 8時，將產(chǎn)生兩層參考點，第一層參考點個數(shù)第二層參考點 個數(shù)/?P2=Ci; ' 1，則RPzRPdRPs，其中81和82分別為第1層和第2層目標函數(shù)權(quán)重值等分的 份數(shù)；
[0008] (3)隨機產(chǎn)生初始種群卩=仇=(<^，€^，."，€^)，11=1，2，."，1^}，0<€^<郵?！ぁ?< ani^jT/2，ail，a2l，…，αηι表示一組開關(guān)角，η表示開關(guān)角的個數(shù)，其中種群規(guī)模=參考點數(shù) 目RP，種群中每個個體隨機搭配參考點集合R中一個參考點，設置外部存檔Α = Ρ.
[0009] (4)對初始種群Ρ的對應的模塊化多電平變換器特定諧波適應度函數(shù)進行計算評 估，得至郵對應的第1個目標適應度函數(shù)值;^，1 = 1，2，~，]/[，11=1，2，~，1^，]/[表示目標函數(shù) 的個數(shù)，將種群中每個目標函數(shù)的最小值1^11^111，1 1 = 1，2，一，1^}作為第1個目標函數(shù)&的 理想點，得到理想點集合IP。
[0010] (5)對？中每個個體?11，11=1，2，'"，1^，執(zhí)行如下步驟：
[0011] (5.1)按照式（1)-(4)對Ph中每個變量逐一進行自適應多項式變異，并且保持其它 變量不變，得到Μ個新個體{P Nih，1 = 1，2,…，M}，并對{Ρ·}中個體進行Pareto比較，得到RN 個非支配個體，更新理想點集合IP。
[0012] PNlh = Ph+a.bmax，h=l，2, · · ·，RP，1 = 1，2，...，M (1)
[0014] n=l+Ik/Imax (3)
[0015] bmax=max [ Ph~L, U-Ph ] (4)
[0016] 其中，r表示在[0，1]范圍內(nèi)產(chǎn)生的隨機數(shù)，L和U表示開關(guān)角向量的下限和上限，L = (0,0, 一,0)^^11=(31/2,31/2^-,31/2)^,^表示優(yōu)化求解器當前處于的迭代次數(shù)。
[0017] (5.2)若RN=1，則將該個非支配個體設置為Qh;否則，按照式（5)-(7)計算評估RN 個非支配個體的PBI值，將PBI最小的個體設置為Qh;
[0018] PBI = di+5*d2 (5)
[0020] d2= I I f (x)-(z*-diw) |
[0021] (7)
[0022] cU代表沿著參考方向距離最優(yōu)目標值的距離（cU越小收斂性越好），d2代表個體到 垂直于參考方向的垂足的距離(d 2越小分布性越好），δ為懲罰系數(shù)，z*表示當前種群里各目 標函數(shù)的最好值向量，W是沿著任何一個給定參考方向的單位向量，f ( X )為各目標函數(shù)的實 際值向量。
[0023] (5.3)Qh無條件替代當前個體Ph;
[0024] (5.4)采用(^更新?11的鄰居集合池，詠表示與?11的參考點向量的歐氏距離最小的個 體集合，T表示集合Nh的規(guī)模，具體實現(xiàn)為：對于每個Nh中每個個體Nh( j)，j = 1，2，…，T，若 ?81%，以01^))〈?81(池(」），1?(01^))，0 1^表示詠中第」個個體在集合1?中的位置索引，則池(」） = Qh；
[0025] (5.5)采用Qh更新外部存檔A，具體實現(xiàn)為令0為1至RP范圍的隨機序號，對于所有 參考點1^=1，2，"_，1^，若?81%，1?(〇1〇)〈?81(厶(1〇，1?(0 1〇)，01{為第1^次產(chǎn)生的隨機序號，則 AR(k) =Qh；
[0026] (6)無條件接受 P = Q={Qh，h=l，2，."，RP};
[0027] (7)重復步驟(4)-(6)直到滿足設計人員設定的Imax終止條件；
[0028] (8)輸出外部存檔A，即為所求特定諧波抑制的Pare to解集；
[0029] (9)選取Pareto解集對應的中間非支配解，將其傳輸給模塊化多電平變換器的脈 寬調(diào)制模塊，通過示波器檢測模塊化多電平變換器電壓輸出波形和對應的總諧波畸變率。
[0030] 其中，步驟1和4中所涉及的多目標特定諧波抑制適應度函數(shù)及其約束條件模型， 目標函數(shù)的個數(shù)為M，具體計算如式(8)-(13)所示：
[0031 ] min f (x) =min[Ei(x) ,Εδ(χ), . . . ,Εκ(χ) ,THD(x)] ,χ= (αχ,α2, . . . ,αη)
[0032] (8)
[0037] Ο^α^αζ. . . <αη<π/2 (13)
[0038] 其中，Vdc表示直流側(cè)電源電壓，αι，α2，···，αη為開關(guān)角，η表示開關(guān)角的個數(shù)，Κ表示 實際工程要求抑制的最高次諧波，Η，表示實際工程要求的基波電壓，m表示系統(tǒng)輸出的基 波電壓，M a為調(diào)制比，Ld%分別表示基波和特定第j次諧波的抑制目標值，THD表示輸出電 壓波形總諧波畸變率。
[0039] 本發(fā)明的有益效果是:采用本發(fā)明可實現(xiàn)滿足多性能指標折中優(yōu)化的模塊化多電 平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制效果，具有現(xiàn)有技術(shù)所不具備的以下優(yōu)點：模塊化 多電平變換器電壓輸出波形具有更優(yōu)的諧波特性，對應的總諧波畸變率更低，開關(guān)損耗更 低，且多目標自適應極值優(yōu)化求解器實施更簡單，優(yōu)化效率更高。
【附圖說明】
[0040] 圖1是模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法原理示意圖；
[0041] 圖2為應用于模塊化多電平變換器特定諧波抑制脈寬調(diào)制中的多目標自適應極值 優(yōu)化方法原理圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明的目的和效果將更加明顯。
[0043]圖1是模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法原理示意圖。其中， Vmr為參考電壓，Vi和Ιι分別表示檢測到的負載電壓和負載電流，首先通過快速傅氏變換模 塊將檢測到的h進行傅氏變換，通過與V mr的比較后，再經(jīng)過PI控制器模塊，然后依據(jù)實際工 程要求的特定諧波抑制目標、調(diào)制比1和設定的優(yōu)化參數(shù)值，采用多目標自適應極值優(yōu)化 求解器對模塊化多電平變換器特定諧波抑制多目標優(yōu)化數(shù)學模型進行優(yōu)化求解，將獲得 的一組非支配的最優(yōu)開關(guān)角輸入給特定諧波脈寬調(diào)制模塊從而獲得脈沖序列，最后脈沖序 列驅(qū)動模塊化多電平變換器優(yōu)化運行。
[0044] 圖2為應用于模塊化多電平變換器特定諧波抑制脈寬調(diào)制中的多目標自適應極值 優(yōu)化方法原理圖。
[0045] 以一個20kW三相13電平模塊化多電平變換器為例，采用本發(fā)明提出的所述的模塊 化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法進行實施。
[0046] 所述的模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法，包括以下步驟：
[0047] (1)輸入依據(jù)實際工程應用要求所確定的模塊化多電平變換器特定諧波抑制的目 標諧波階次5、7、11、13、17及抑制上限值 1^ = 0.0115 = 0.0617 = 0.055 1^ = 0.0355 1^3 = 0.03、Ln = 0.02，通過傅氏變換法建立基于1/4周期對稱的模塊化多電平變換器特定諧波抑 制的多目標優(yōu)化函數(shù)及約束條件(如式(8)-(13)所示）；設置多目標優(yōu)化求解器的優(yōu)化參數(shù) (包括最大迭代優(yōu)化次數(shù)R ax = 500，鄰居數(shù)目T = 20，PBI懲罰系數(shù)δ = 5)的數(shù)值；
[0048] (2)按照系統(tǒng)抽樣方法產(chǎn)生數(shù)目為RP的參考點集合R，具體實現(xiàn)如下：首先設定目 標函數(shù)權(quán)重值在[0，1]區(qū)間里等分的份數(shù)s = 2,本實施例中目標函數(shù)個數(shù)Μ=7〈8,因此將產(chǎn) 生一層參考點，=28;
[0049] (3)隨機產(chǎn)生初始種群卩=仇=(<^，€^，."，€^)，11=1，2，."，1^}，0<€^<郵?！ぁ?<a 6l< V2，ail，a2l，…，郵表示一組開關(guān)角，開關(guān)角的個數(shù)n = 6,其中種群規(guī)模=參考點數(shù) 目RP = 28,種群中每個個體隨機搭配參考點集合R中一個參考點，設置外部存檔A = P.
[0050] (4)對初始種群P的對應的模塊化多電平變換器特定諧波適應度函數(shù)進行計算評 估，得到Ph對應的第1個目標適應度函數(shù)值fih，1 = 1，2，…，7，h = 1，2，…，28，目標函數(shù)的個 數(shù)M = 7,將種群中每個目標函數(shù)的最小值min{flh，h=l，2,…，28}作為第1個目標函數(shù)^的 理想點，得到理想點集合IP。
[0051 ] (5)對P中每個個體Ph，h = 1，2，…，28，執(zhí)行如下步驟：
[0052] (5.1)按照式（1)-(4)對Ph中每個變量逐一進行自適應多項式變異，并且保持其它 變量不變，得到7個新個體辦111，1 = 1，2，~，7}，并對{?議}進行?&代如比較，得到1^個非支 配個體，更新理想點集合IP。
[0053] PNih = Ph+a.bmax,h=l,2, . . . ,28,1 = 1,2, . . . ,7 (1)
[0055] n=l+Ik/Imax (3)
[0056] bmax=max [ Ph~L, U-Ph ] (4)
[0057] 其中，r表示隨機數(shù)，L和U表示開關(guān)角向量的下限和上限，L=(0,0,··· ,0)ix6，U = (V2，V2，…，V2) 1X6，Ik表示優(yōu)化求解器當前處于的迭代次數(shù)。
[0058] (5.2)若RN=1，則將該個非支配個體設置為Qh;否則，按照式(5)-(7)計算評估RN 個非支配個體的PBI值，將PBI最小的個體設置為Qh;
[0059] PBI = di+5*d2 (5)
[0061] d2= I I f (x)-(z*-diw) |
[0062] (7)
[0063] cU代表沿著參考方向距離最優(yōu)目標值的距離(cU越小收斂性越好），d2代表個體到 垂直于參考方向的垂足的距離(d 2越小分布性越好），懲罰系數(shù)δ = 5，ζ*表示當前種群里各 目標函數(shù)的最好值向量，W是沿著任何一個給定參考方向的單位向量，f ( X )為各目標函數(shù)的 實際值向量。
[0064] (5.3)Qh無條件替代當前個體Ph;
[0065] (5.4)采用Qh更新Ph的鄰居集合Nh，Nh表示與Ph的參考點向量的歐氏距離最小的個 體集合，T表示集合Nh的規(guī)模，具體實現(xiàn)為:對于每個Nh中每個個體Nh( j)，j = 1，2，…，20，若 PBI(Qh，R(Dhj))〈PBI(Nh(j)，R(Dhj))，Dhj表示Nh中第j個個體在集合R中的位置索引，則Nh(j) = Qh；
[0066] (5.5)采用(^更新外部存檔4，具體實現(xiàn)為令0為1至1^ = 28范圍的隨機序號，對于 所有參考點k=l，2,…，28,若?81(〇11，以〇1〇)〈?81(4(1〇，1?(0 1〇)，〇1{為第1^次產(chǎn)生的隨機序 號，則AR(k)=Qh;
[0067] (6)無條件接受 P = Q={Qh，h=l，2r"，28};
[0068] (7)重復步驟(4)-(6)直到滿足設計人員設定的Imax = 500終止條件；
[0069] (8)輸出外部存檔A，即為所求特定諧波抑制的Pareto解集；
[0070] (9)選取Pareto解集對應的中間非支配解，將其傳輸給模塊化多電平變換器的脈 寬調(diào)制模塊，通過示波器檢測模塊化多電平變換器電壓輸出波形和對應的總諧波畸變率。
[0071] 其中，步驟1和4中所涉及的多目標特定諧波抑制適應度函數(shù)及其約束條件模型， 目標函數(shù)的個數(shù)為M=7,具體計算如式(8)-(13)所示：
[0072] min f (x) =min[Ei(x) ,Εδ(χ) ,Εγ(χ) ,Ειι(χ) ,Ei3(x) ,Ειγ(χ) ,THD(x) ] ,x = (αχ ,α2, α3,α4,α5,α6) (8)

[0077] 0 < αχ < α2 < α3 < α4 < α5 < α6 < Ji/2 (13)
[0078] 其中，直流側(cè)電源電壓，…，α6為開關(guān)角，實際工程要求的基波電壓 = 表示輸出的基波電壓，Ma 為調(diào)制比，1^ = 0.01,1^ = 0.0617 = 0.05,1^ = 0.035， L13 = 0.03，Ln = 0.02，THD表示輸出電壓波形總諧波畸變率。
[0079]本發(fā)明實施后獲得的效果：當1 = 0.9050時，優(yōu)化后的開關(guān)角為α1 = 1.2309°，α2 = 9.0336°，α3 = 13.5274°，α4 = 23· 2667°，α5 = 31· 0933°，α6 = 44· 6793°，模塊化多電平變換器 基波電壓幅值和特定階次5、7、11、13、17諧波都抑制到工程要求范圍內(nèi)，輸出電壓波形的 THD = 3 · 5755%，相比現(xiàn)有技術(shù)獲得的THD至少降低0· 82% ;當1為0· 7666、0 · 5133、0·4133、 0.3650時，本發(fā)明實施獲得的輸出電壓波形的THD分別比現(xiàn)有技術(shù)至少降低1.32%、 0.33%、0.25%、0.15% ;當1為其它數(shù)值時，本發(fā)明實施獲得的輸出電壓波形的THD都比現(xiàn) 有技術(shù)的低。另外，本發(fā)明實施后的模塊化多電平變換器的開關(guān)損耗比現(xiàn)有技術(shù)都要低，且 本發(fā)明所采用的多目標自適應極值優(yōu)化求解器相比現(xiàn)有技術(shù)實施更簡單，優(yōu)化效率更高。 [0080]綜上所述，采用本發(fā)明可實現(xiàn)滿足多性能指標折中優(yōu)化的模塊化多電平變換器多 目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制效果，具有現(xiàn)有技術(shù)所不具備的以下優(yōu)點：模塊化多電平變換 器電壓輸出波形具有更優(yōu)的諧波特性，對應的總諧波畸變率更低，開關(guān)損耗更低，且多目標 自適應極值優(yōu)化求解器實施更簡單，優(yōu)化效率更高。
【主權(quán)項】
1. 一種模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法，其特征在于，該方法 包括以下步驟： (1) 輸入依據(jù)實際工程應用需求所確定的模塊化多電平變換器特定諧波抑制的目標諧 波階次及抑制上限值，通過傅氏變換法建立基于1/4周期對稱的模塊化多電平變換器特定 諧波抑制的多目標優(yōu)化函數(shù)及約束條件;設置多目標優(yōu)化求解器的優(yōu)化參數(shù)(包括最大迭 代優(yōu)化次數(shù)I max，鄰居數(shù)目T，PBI懲罰系數(shù)δ)的數(shù)值； (2) 按照系統(tǒng)抽樣方法產(chǎn)生數(shù)目為RP的參考點集合R，具體實現(xiàn)如下：首先設定目標函 數(shù)權(quán)重值在[〇，1]區(qū)間里等分的份數(shù)s;若目標函數(shù)個數(shù)Μ〈8,將產(chǎn)生一層參考點，RP為組合 數(shù)C+h;當M2 8時，將產(chǎn)生兩層參考點，第一層參考點個數(shù)狀尸以~1,第二層參考點個數(shù) 1,則RP=RPi+RP2，其中別為第1層和第2層目標函數(shù)權(quán)重值等分的份數(shù)； (3) 隨機產(chǎn)生初始種群Ρ={ΡΗ=(αΗ，α2?，· · ·，ani)，h=l，2, · · ·，ΚΡ}，0<αη<α2Κ · · · < αηι < V2，ail，a2l，. . .，αηι表示一組開關(guān)角，η表示開關(guān)角的個數(shù)，其中種群規(guī)模=參考點 數(shù)目RP，種群中每個個體隨機搭配參考點集合R中一個參考點，設置外部存檔A = P. (4) 對初始種群P的對應的模塊化多電平變換器特定諧波適應度函數(shù)進行計算評估，得 到Ph對應的第1個目標適應度函數(shù)值fih，l = l，2, . . .，M，h=l，2,. . .，RP，M表示目標函數(shù)的 個數(shù)，將種群中每個目標函數(shù)的最小值min{flh，h=l，2,. . .，RP}作為第1個目標函數(shù)h的理 想點，得到理想點集合IP。 (5) 對P中每個個體Ph，h=l，2,. . .，RP，執(zhí)行如下步驟： (5.1) 按照式（1)-(4)對Ph中每個變量逐一進行自適應多項式變異，并且保持其它變量 不變，得到Μ個新個體{PNih，l = l，2,…，M}，并對{PNih}中個體進行Pareto比較，得到RN個非 支配個體，更新理想點集合IP。 PNih=Ph+a. bmax ,h=l,2,...,RP,l = l,2,...,M (1)(2) n=l + Ik/lmax (3) bmax一max [ Ph-L, U-Ph ] (4) 其中，r表示在[0，1]范圍內(nèi)產(chǎn)生的隨機數(shù)，L和U表示開關(guān)角向量的下限和上限，L=(0， 0, . . .，0)lXn，U=(>/2,3T/2, . . .，3l/2)ixn，lk表示優(yōu)化求解器當前處于的迭代次數(shù)。 (5.2) 若RN= 1，則將該個非支配個體設置為Qh;否則，按照式(5)-(7)計算評估RN個非支 配個體的PBI值，將PBI最小的個體設置為Qh; PBI = di+5*d2 Μ、(6) d2= I I f(x)-(z*_diw) I I (7) cU代表沿著參考方向距離最優(yōu)目標值的距離（cU越小收斂性越好），(12代表個體到垂直 于參考方向的垂足的距離(d2越小分布性越好），δ為懲罰系數(shù)，z*表示當前種群里各目標函 數(shù)的最好值向量，w是沿著任何一個給定參考方向的單位向量，f(x)為各目標函數(shù)的實際值 向量。 (5.3) Qh無條件替代當前個體Ph; (5.4) 采用Qh更新Ph的鄰居集合Nh，Nh表示與Ph的參考點向量的歐氏距離最小的個體集 合，T表示集合Nh的規(guī)模，具體實現(xiàn)為：對于每個Nh中每個個體Nh( j)，j = 1，2，. . .，T，若PBI (011，以01^))〈?81(詠(]_)，1?(01^))，0 1^表示詠中第]_個個體在集合1?中的位置索引，則詠〇)= Qh； (5.5) 采用Qh更新外部存檔A，具體實現(xiàn)為令0為1至RP范圍的隨機序號，對于所有參考點 讓=1，2，...，1^，若1^1%，1?(〇1〇)〈?81以(1〇，1?(0 1〇)，〇1{為第1^次產(chǎn)生的隨機序號，則厶1?(1〇 = Qh； (6) 無條件接受P = Q={Qh，h=l，2, · · ·，RP}; (7) 重復步驟(4)-(6)直到滿足設計人員設定的Imax終止條件； (8) 輸出外部存檔A，即為所求特定諧波抑制的Pareto解集； (9) 選取Pareto解集對應的中間非支配解，將其傳輸給模塊化多電平變換器的脈寬調(diào) 制模塊，通過示波器檢測模塊化多電平變換器電壓輸出波形和對應的總諧波畸變率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平變換器多目標特定諧波抑制脈寬調(diào)制方法，其 特征在于，步驟1和4中所涉及的多目標特定諧波抑制適應度函數(shù)及其約束條件模型，目標 函數(shù)的個數(shù)為M，具體計算如式(8)-(13)所示： min f (x)=min[Ei(x) ,Εδ(χ), . . . ,Εκ(χ) ,THD(x)] ,χ= (αι,α2, . . . ,αη) (8)0 < αχ < α2. . . < αη < jt/2 (13) 其中，Vd。表示直流側(cè)電源電壓，〇1，〇2，...，％為開關(guān)角，11表示開關(guān)角的個數(shù)，1(表示實際 工程要求抑制的最高次諧波，表示實際工程要求的基波電壓，出表示系統(tǒng)輸出的基波電 壓，Ma為調(diào)制比，LdPb分別表示基波和特定第j次諧波的抑制目標值，THD表示輸出電壓波 形總諧波畸變率。
【文檔編號】H02M1/12GK105868490SQ201610224398
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】曾國強, 沈潔貝, 李理敏, 王環(huán), 吳烈, 戴瑜興, 陸康迪, 陳杰
【申請人】溫州大學