PDF《大容量混合有源滤波器多目标优化设计》

第14卷第11期2010年11月电机与控制学报ELE CTR IC M ACH INE S AND CONTROL Vol

14 No

11 Nov .

2010 大容量混合有源滤波器多目标优化设计 何娜, 胡安, 高强, 杨华 (海军工程大学 舰船综合电力技术国防科技重点实验室, 湖北 武汉 430033) 摘要: 针对混合有源滤波器参数设计问题, 提出基于粒子群优化算法的混合滤波装置的多目标 优化设计方法.建立混合有源滤波器的多目标满意优化模型, 综合考虑系统成本、 无功补偿容量及 滤波效果等因素, 并将滤波器对于失谐因素影响的鲁棒性测试作为一个约束条件放在优化过程中 进行判决, 以提高设计结果的实用性.通过将各个子目标函数模糊化, 并选择最大关联满意度作为 最后的寻优变量, 解决了多目标优化问题.仿真与模拟实验结果表明: 采用该优化设计方法设计的 混合有源滤波器可以同时满足成本、 谐波抑制以及无功补偿多方面要求, 而且该优化设计方法算法 简单、 操作方便. 关键词: 混合有源滤波器;

无源滤波器;

粒子群优化算法;

模糊;

失谐 中图分类号: TM 711, TN

713 文献标志码: A 文章编号: 1007- 449X( 2010) 11- 0049-

09 Multi objective optimal design for hybrid active power filter HE Na, HU An, GAO Q iang , YANG Hua ( National Key Laboratory forVessel Integrated Pow er Syste m Technology , Naval University of Engineering , Wuhan 430033, China) Abstract : For the parameters design of hybrid active pow er filter (HAPF), amulti objective opti mal de sign method w as proposed based on particle sw ar m opti m ization ( PSO). A multi objective satisfying opti malmodel forHAPF w as buil, t and it took the capacity of reactive pow er compensation , the original in vestment and the har monic d istortion as three objectives. Further more, the detuning effects w ere consid ered as a restriction during the opti m ization process , w hich enhanced the practicab ility of the design re su lts . And the mu lti ob jective opti m ization prob le m w as solved by fuzzifying the sub ob jectives and selec ting them ax relevan t degree as the final opti mal variable. F inally the si mulation and analogical spot ex peri ment results verified that the proposed opti malHAPF can satisfy the investmen, t har monic suppres sion and reactive pow er compensation require ments at the sa m e ti me . And itsw as very conven ien t to op erate and realize the proposed opti mal design method . K ey words : hybrid active pow er filter ;

passive pow er filter ;

particle sw ar m opti m ization ;

fuzzy ;

detuning 收稿日期: 2009- 07-

15 基金项目: 国家自然科学基金重点项目 ( 50737004);

创新研究群体科学基金 ( 50721063);

国家自然科学基金 ( 50607020) 作者简介: 何娜(1979 ), 女, 博士, 讲师, 研究方向为大容量电能变换技术;

胡安(1962 ), 男, 教授, 研究方向为大容量电能变换技术 高强(1985 ), 男, 博士研究生, 研究方向为电力电子与电力传动;

杨华(1977 ), 男, 讲师, 研究方向为电力电子与电力传动.

0 引言由于电网谐波污染日益严重, 谐波的治理已经 迫在眉睫.由小容量有源滤波器 ( active pow er fil ter , APF)与大容量无源滤波器 ( passive pow er filter , PPF)相结合的混合有源滤波器 ( hybrid active pow er filter , HAPF), 可较好地克服 PPF 与APF 的缺点并 实现优势互补, 以较低的成本获得较好的滤波效果 和稳定性, 故被视为最具有前途的电力系统谐波治 理设备, 也成为中压系统的一个有效谐波抑制方式, 具有广泛的应用前景 [ 1-