应用于电力滤波器的逆变器开关规律研究

4 实际应用

如图6所示为一单相有源电力滤波器原理图。这种有源电力滤波器是为解决用户端供电系统中存在的电能质量问题而设计的。它利用PWM逆变器产生与电网中谐波电流大小相等、方向相反的波形，以达到改善电能质量的目的。

从主电路原理图可以看出，DSP 控制系统必须能从电源电流中实时检测出其中的谐波电流，并根据免疫遗传算法实时计算出最优开关控制序列，再控制PWM 变流器实时产生一个补偿电流。

在同一硬件环境下，对比两种控制策略控制的输出，可以看出遗传算法的优越性。图7(a)所示为常规控制策略时的电流波形，图7(b)为经过遗传算法得出的最优开关序列所发出的电流波形。图8为对两种实测波形的分析结果。图8(a)所示为常规方法下电流波形的谐波分析，可以得出电流总谐波畸变率为1.663%。图8(b)所示为遗传算法得出电流波形的谐波分析，电流总谐波畸变率为1.103%，较前者减小33.7%。

如图9 所示为该有源滤波装置的控制器电路板。以此控制器为核心的有源滤波装置已成功应用于电气化铁路单相27.5 kV系统，长期运行证明装置稳定、可靠。

5 结语

遗传算法适合于对复杂的、多变的、具有不确定性等问题的最优解的寻找，所以为复杂的非线性电力电子器件的控制策略的确定提供了一种新的思路。本文将遗传算法应用于电力电子器件的开关控制策略，求解逆变器的最优控制规律，仿真及应用证明较常规方法效果有明显提高，同时也为遗传算法应用于研究电力电子器件的最优控制规律提供了参考。