吴铁洲， 熊金龙， 薜竹山

(1 湖北工业大学 太阳能高效利用湖北省协同创新中心， 湖北 武汉 430068；

2 国网湖北省电力公司检修公司， 湖北 武汉 430077)



改进粒子群算法的SHEPWM开关角计算方法研究

吴铁洲1， 熊金龙2， 薜竹山1

(1 湖北工业大学 太阳能高效利用湖北省协同创新中心， 湖北 武汉 430068；

2 国网湖北省电力公司检修公司， 湖北 武汉 430077)

[摘要]针对多电平逆变器消除特定谐波中多变量非线性方程组难于获得精确解的问题，以十一电平逆变器为例，建立特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)目标方程，采用改进粒子群优化算法(PSO)求解目标方程，选取非线性时变权重，以平衡算法局部搜索与全局搜索，变异影响全局最优解的随机数，避免算法后期陷入局部最优解。通过Matlab/Simulink试验对改进的粒子群算法、标准粒子群算法与SPWM方法进行比较分析，并得到M=0.85时，改进粒子群的THD%最大降落幅度与SPWM 低8.03%；M=0.095时，改进粒子群与标准粒子群相比，THD%降幅最大为33.1%，验证了改进PSO方法能够精确求解SHEPWM方程组。

[关键词]多电平逆变器；SHEPWM；粒子群算法；惯性权重

在阶梯电压波形调制过程中，导通角计算方法包括等面积法、最小面积差法、选择谐波消去法(SHE)等。等面积法[2]要求在每个特定的时间段内，参考正弦电压和阶梯调制波积分相同，会使得电压基频幅值失真。最小面积差法[3]的主要目标是在每个电平上，参考正弦电压和阶梯电压之差的积分最小，它同样会引入电压基波幅值失真。SHE法[4]的目的是消去电压输出波形中的低次谐波，由于SHEPWM的数学模型[5]是一组非线性超越方程组，该数学模型的方程组是非线性的，其开关角度存在三角函数，使得求解的开关角的精确度直接决定谐波消除的效果。……