亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于遺傳算法的無(wú)源濾波器參數(shù)的優(yōu)化

        2010-08-10 02:56:12丁龍祥
        船電技術(shù) 2010年9期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化

        丁龍祥

        (江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南京 211170 )

        1 引言

        無(wú)源濾波器是靜止型無(wú)功補(bǔ)償器的重要組成部分[5],它主要作用是濾除電網(wǎng)諧波及補(bǔ)償無(wú)功。本文以單調(diào)諧濾波器和高通濾波器作為參數(shù)調(diào)節(jié)的研究對(duì)象。

        傳統(tǒng)的遺傳算法一般用來(lái)解決單目標(biāo)、無(wú)約束的問(wèn)題。缺點(diǎn)有:基本遺傳算法在解空間進(jìn)行隨機(jī)搜索尋找最優(yōu)解,而非確定性的迭代求解,遺傳和變異的完全隨機(jī)性雖保證了進(jìn)化的搜索功能,但也使得一些好的優(yōu)良個(gè)體被過(guò)早破壞。從過(guò)程來(lái)看,其初始解的產(chǎn)生、繁殖、變異都是隨機(jī)完成的。遺傳算法依靠產(chǎn)生大量的個(gè)體進(jìn)行適者生存選擇而逐步逼近最優(yōu)解,這種完全隨機(jī)化的過(guò)程雖然可以在整體上保證了進(jìn)化,但卻是一個(gè)漫長(zhǎng)、隨機(jī)的過(guò)程,計(jì)算效率低。另外遺傳算法的選擇算子、雜交算子的尋優(yōu)功能隨進(jìn)化迭代次數(shù)的增加而逐漸減弱,在應(yīng)用中常出現(xiàn)早熟收斂現(xiàn)象。當(dāng)某一局部最優(yōu)解和全局最優(yōu)解較為接近時(shí),個(gè)體之間的差別不大,多樣性減少,搜索區(qū)域不斷減少而導(dǎo)致結(jié)果落入局部最優(yōu)。因此,要解決無(wú)源濾波器的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題,在算法上必須作一定的改進(jìn)。

        2 遺傳算法的改進(jìn)

        作為遺傳算法重要的遺傳參數(shù)的交叉概率 Pc和變異概率Pm。其最佳取值隨具體應(yīng)用、種群分布和遺傳進(jìn)化而變化;Pc、Pm取值固定是 SGA易早熟收斂和搜索效率較低的重要原因,這里引入自適應(yīng)交叉概率和變異概率可較好地解決該問(wèn)題。

        用不同的方法對(duì)自適應(yīng)遺傳算法做改進(jìn),它既考慮解的全局性又考慮解的收斂性,取值如下:

        式中 k為迭代次數(shù);為交叉概率的初值;為交叉概率末值;gmax為最大允許的迭代次數(shù)。這樣交叉概率就會(huì)隨迭代次數(shù)增加而減小,從而避免上述問(wèn)題。但是沒(méi)有考慮到概率的變化同適應(yīng)度函數(shù)的關(guān)系。而適應(yīng)度函數(shù)值才是衡量性能指標(biāo)的重要參數(shù)。

        為此,本文對(duì)上述自適應(yīng)遺傳算法加以改進(jìn),

        具體如下:

        式中: fmax—代表群體中最大的適應(yīng)度值

        favg—每代群體的平均適應(yīng)度值;f/—要交叉的兩個(gè)個(gè)體中較大的適應(yīng)度值;f—要變異個(gè)體的適應(yīng)度值。

        其 中 PC1=0.9,PC2=0.6,Pm1= 0.1,Pm2=0.001

        在改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法中,相應(yīng)地提高了群體中表現(xiàn)優(yōu)良的個(gè)體的交叉率和變異率,使得它們不會(huì)處于一種近似停滯不變的狀態(tài)。為了保證每一代中的優(yōu)良個(gè)體不被破壞,采用最優(yōu)個(gè)體保存方法,使它們直接復(fù)制到下一代中。

        3 無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)原則和方案

        3.1 無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)原則

        在實(shí)際應(yīng)用中,一般是根據(jù)電網(wǎng)的諧波狀況來(lái)確定無(wú)源濾波器的類(lèi)型和組數(shù)[2],如諧波源為帶阻感負(fù)載的三相全控整流橋[4],其特征諧波為6k±1(k為自然數(shù))次,則應(yīng)裝設(shè)5,7次單調(diào)諧濾波器和二階高通濾波器各一組。無(wú)源濾波器參數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則:

        (1)電容、電感、電阻之間的關(guān)系滿足系統(tǒng)無(wú)源濾波器的濾波原理;

        (2)無(wú)源濾波器的整體基波等效阻抗?jié)M足系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊螅?/p>

        (3)無(wú)源濾波器的整體阻抗不應(yīng)與電網(wǎng)阻抗形成串、并聯(lián)諧振;

        (4)裝設(shè)無(wú)源濾波器后的電網(wǎng)諧波含量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);

        (5)各組無(wú)源濾波器諧波容量的計(jì)算不僅要包含各自所濾除的諧波容量,還要加上10%的背景諧波容量。

        3.2 優(yōu)化問(wèn)題方案

        在以上原則的基礎(chǔ)上,進(jìn)行無(wú)源濾波器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[1],還必須考慮三個(gè)問(wèn)題。

        (1)裝設(shè)無(wú)源濾波器的初期投資最小;

        (2)無(wú)源濾波器的裝設(shè)既不能使系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)功功率過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象又要使系統(tǒng)的功率因數(shù)盡量接近1;

        (3)無(wú)源濾波器的裝設(shè)要使電網(wǎng)諧波含量在低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,越低越好。為了分析的方便與統(tǒng)一,諧波電壓、電流含量均以總畸變?yōu)楹饬繕?biāo)準(zhǔn),即TV和TI式中Tv、T1分別為電壓、電流的總畸變率;V1,I1為基波電壓和電流;Vh1,Ih1為第i次諧波電壓和電流;Tvmax,I1max分別為電壓、電流總畸變的上限一般根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。

        因此,無(wú)源濾波器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題,就是要滿足上述約束條件,這里采用一種改進(jìn)的混沌遺傳算法來(lái)解決這個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。

        4 具體計(jì)算實(shí)例

        某軋鋼廠母線的主要諧波源是4臺(tái)整流變壓器[4],實(shí)測(cè)電網(wǎng)諧波電流如表1 所示,因此特征諧波的次數(shù)為5,7,11次。系統(tǒng)的平均功率因數(shù)cosφ1為 0.75,設(shè)計(jì)后的平均功率因數(shù) cosφ2為0.92。因此,所需無(wú)功功率可由式計(jì)算 :

        Q = P(tanφ2--tanφ1)

        配電網(wǎng)在裝設(shè)濾波器組前,各次主要諧波電流如表所示。由表 1中可知5次,7次。11次諧波電流值較大,其中5次諧波電流嚴(yán)重超標(biāo)。由表2的各次諧波電流允許值及綜合考慮應(yīng)該補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率和各次諧波含有率,決定在配電網(wǎng)中裝設(shè)5次,7次,11次單調(diào)諧濾波器和高次濾波器。

        為使濾波器滿足諧波指標(biāo)和無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊?,用上述方法?duì)濾波器進(jìn)行優(yōu)化,以裝設(shè)一組高通濾波器。在單調(diào)諧濾波器設(shè)計(jì)中,LC參數(shù)的選擇會(huì)影響濾波效果,特別是當(dāng)電網(wǎng)頻率或LC參數(shù)發(fā)生漂移時(shí)的濾波效果,因此需要選擇最佳的品質(zhì)因數(shù)Q,以保證濾波器對(duì)頻率的選擇性和濾波器在頻漂及參數(shù)漂移下的濾波效果。在高通濾波器設(shè)計(jì)中,各參數(shù)的恰當(dāng)配合,可大大改善濾波器效果并減小其有功損耗。在此引入了一個(gè)與品質(zhì)因數(shù)相關(guān)的參數(shù)m,其中m=L/R2C,通過(guò)品質(zhì)因數(shù)Q和m,可以建立濾波器中的電感,電容及電阻的關(guān)系。因此,選擇各濾波支路的電容量C5C7C11優(yōu)化的獨(dú)立變量。對(duì)于兼作無(wú)功補(bǔ)償?shù)臑V波器,應(yīng)使濾波器組補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功總量與系統(tǒng)的要求一致,對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果采用了性能評(píng)價(jià),即在配電網(wǎng)中加裝無(wú)源濾波器組后,電網(wǎng)總諧波電壓畸變率最小為優(yōu)化目標(biāo)[3]。

        表1 濾波前測(cè)得各次主要諧波電流

        表2 各次諧波電流允許值

        1) 染色體編碼

        染色體代表解的形式,包含所有的遺傳信息,本文根據(jù)無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)原則來(lái)構(gòu)成染色體的基因鏈,采用實(shí)數(shù)制編碼,對(duì)于單調(diào)諧濾波器有

        這里以二階高通濾波器為例,有

        式中ωs,Ls,Cs, Rs和Q分別為單調(diào)諧濾波器的諧振頻率、電感值、電容值、電阻值和調(diào)諧銳度;ωh,Lh,Ch, Rh,m分別為二階高通濾波器所對(duì)應(yīng)的截止頻率、電感、電容、電阻和調(diào)諧值。ωs,ωh是由諧波源的特征諧波確定的常數(shù),所以每組無(wú)源濾波器的各個(gè)參數(shù)均可由電阻和電感兩個(gè)參數(shù)來(lái)表示,因此,染色體可表示為一個(gè)2n維的基因鏈。

        式中,n為無(wú)源濾波器的組數(shù)(這里5次、7次、11次濾波器和高通濾波器)。

        2) 適應(yīng)度函數(shù)

        根據(jù)優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)造如下適應(yīng)度函數(shù):

        式中 C是一個(gè)較大的正數(shù),用來(lái)保證F2(X)為正值,其值可以根據(jù)實(shí)際情況確定;α和β大于零的常數(shù),用來(lái)匹配電壓、電流畸變率的權(quán)重,一般α:β=1:10。

        3) 結(jié)果

        各參數(shù)結(jié)果如表3 所示,表4為安裝濾波器后測(cè)得的各次主要諧波電流。對(duì)比表1和表2發(fā)現(xiàn)各主要次諧波畸變(5次、7次、11次等)在裝設(shè)濾波器后都有了明顯改善,同時(shí)由實(shí)測(cè)可知配電網(wǎng)的功率因數(shù)在系統(tǒng)滿載時(shí)也保持在 0.9以上。以上結(jié)果說(shuō)明把遺傳算法應(yīng)用于濾波器的設(shè)計(jì)不僅可以得到令人滿意的結(jié)果,同時(shí)還大大減小了人工的計(jì)算量,而且明顯提高了算法的尋優(yōu)速度。

        表3 優(yōu)化后濾波器參數(shù)

        表4 濾波后測(cè)得各次主要諧波電流

        由以上可知,無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)是一個(gè)多約束、非線性的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。應(yīng)用改進(jìn)遺傳算法對(duì)濾波器LC參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,兼顧諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊?。該方法假設(shè)條件少,尋優(yōu)空間大、尋優(yōu)速度快。對(duì)實(shí)際工程的求解表明,把改進(jìn)遺傳算法應(yīng)用于無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)過(guò)程中是非常有效的。

        [1]崔國(guó)瑋, 李志民. TCR動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償原理及濾波器參數(shù)的計(jì)算.包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào), 2002,17:284-288.

        [2]吳競(jìng)昌等. 供電系統(tǒng)諧波. 北京: 中國(guó)電力出版社,1998.

        [3]翁利明. 抑制電力系統(tǒng)高次諧波的有效方法. 電力電容器, 1998 ,(4):1-6.

        [4]翁利民, 陳允平, 智萍. 電弧爐的電壓閃變與抑制.工業(yè)加熱, 2001, 6:26-28.

        [5]王兆安等. 諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.

        猜你喜歡
        優(yōu)化
        超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化思考
        PEMFC流道的多目標(biāo)優(yōu)化
        能源工程(2022年1期)2022-03-29 01:06:28
        民用建筑防煙排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化探討
        關(guān)于優(yōu)化消防安全告知承諾的一些思考
        一道優(yōu)化題的幾何解法
        由“形”啟“數(shù)”優(yōu)化運(yùn)算——以2021年解析幾何高考題為例
        圍繞“地、業(yè)、人”優(yōu)化產(chǎn)業(yè)扶貧
        事業(yè)單位中固定資產(chǎn)會(huì)計(jì)處理的優(yōu)化
        4K HDR性能大幅度優(yōu)化 JVC DLA-X8 18 BC
        幾種常見(jiàn)的負(fù)載均衡算法的優(yōu)化
        電子制作(2017年20期)2017-04-26 06:57:45
        成人影院视频在线播放| 国产精华液一区二区三区| 国产无套乱子伦精彩是白视频| 国产一区二区内射最近更新| 亚洲一级黄色毛片| 加勒比东京热久久综合| 国产三级黄色大片在线免费看 | 久久精品人成免费| 国产自在自线午夜精品视频在| 欧美性性性性性色大片免费的| 无码之国产精品网址蜜芽| 精品人妻一区二区三区蜜臀在线| av免费在线播放视频| 精品人妻伦九区久久aaa片| 欧美精品区| 国产精品一区二区av白丝在线| 日本一区二区免费在线看| 国产精品a免费一区久久电影| 国产日产高清欧美一区| 日韩偷拍视频一区二区三区| 日本一级二级三级不卡| 国产免费拔擦拔擦8x高清在线人 | 成人无码区免费AⅤ片WWW| 亚洲国产一区二区三区在观看| 精品综合久久88少妇激情| 亚洲av一二三四区四色婷婷| 亚洲av日韩精品久久久久久| 国产一区二区丁香婷婷| 日韩精品一区二区三区乱码| 国产ww久久久久久久久久| 少妇人妻真实偷人精品视频| 99久久综合狠狠综合久久一区| 日韩精品国产精品亚洲毛片| 人人人妻人人澡人人爽欧美一区| 日韩a∨精品日韩在线观看| 久久综合给合久久97色| 性色视频加勒比在线观看| 国产乱人视频在线播放| 亚洲成人av一区二区三区| 激情亚洲不卡一区二区| 成人免费直播|