基于牛顿-蚁群算法与选择性谐波调制的电网功率放大器宽频控制策略

作     者：代子阔 史可鉴 赵晨星 张天成 徐妍 汪诚 DAI Zikuo;SHI Kejian;ZHAO Chenxing;ZHANG Tiancheng;XU Yan;WANG Cheng

作者机构：国网辽宁省电力有限公司辽宁沈阳110006 国网辽宁电力科学研究院辽宁沈阳110006 国网铁岭供电公司辽宁铁岭112000 国网辽宁省抚顺供电公司辽宁抚顺113000 南京理工大学江苏南京210000 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2024年第52卷第16期

页      面：97-109页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：江苏省自然科学基金项目资助(BK20190461) 国网辽宁省电力有限公司科技项目资助(2021YF-63) 

主　　题：选择性电网谐波功率放大器 级联多电平逆变器 牛顿-蚁群算法 实时选择性谐波生成脉宽调制 

摘      要：选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合,实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而,为生成特定次谐波,需要求解非线性开关角方程,其求解精度受开关角初值选取约束,且实时性随着谐波次数的增加而降低。因此提出一种基于牛顿-蚁群算法的实时选择性谐波生成脉宽调制技术。通过建立开关角方程,利用蚁群算法求解初值,进一步结合牛顿算法获得不同开关频率及计算步长对应的最多谐波数目,并分析得到调制比-开关角对应关系。通过查找表获得初始开关角,并前馈至电压控制环路,实现对特定次谐波的无静差跟踪。最后以级联H桥多电平变换器为例,搭建仿真与实验平台,验证了理论分析的正确性与所提策略的可行性。