本发明专利技术公开了一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法。它具体包括如下步骤：在现有的UPQC拓扑结构中采用直流母线集成光伏发电来控制直流母线电压稳定，新增光伏模组PV1和光伏模组PV2，其中光伏模组PV1并联接入配电网负载侧，光伏模组PV2通过升压模块接入直流母线侧；要实现对直流母线稳压控制，提出基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，将智能体的智能性应用于粒子群的群搜索，同时对PI控制器参数目标函数进行联合寻优，实现PI控制器参数动态在线优化。本发明专利技术的有益效果是：保证直流母线在并网和孤岛时直流母线电压能量的有效补偿。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电网相关，尤其是指一种基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法。
技术介绍
1、随着微电网在配电网中所占比例不断增大，微电网产生的功率具有波动性，对电网电压产生了波动，大量电力电子装备接入配电网也产生大量谐波，因此，含微电网的配电网电能质量问题日益收到关注。统一的电能质量控制器upqc作为一种有效的电能质量治理设备，为配电网的电能质量综合治理指明了研究方向。由于upqc属于综合性的电能质量控制装备，采用滤波器串并联方式实现对电能的综合治理，串并联滤波器(sapf和papf)之间通过共享直流母线完成电能的双向转换，但是直流侧母线在之间的能量耦合作用降低了直流母线电压控制的稳定性，直接影响两者之间的能量交换，影响upqc的补偿性能，因此，对直流侧电压实现稳定控制策略具有十分重要意义。
2、近些年，尽管针对upqc直流侧电压控制研究取得不少研究成果，但采用pi反馈控制技术仍是当前主要的控制策略。但是目前大多数基于pi反馈控制器参数优化的方法还存在诸多问题，尤其是pi控制器参数在目标最优函数寻优算法存在局部寻优或算法过于复杂导致无法收敛的问题。
技术实现思路
1、本专利技术是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够使得控制器参数能实现动态在线优化的基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法，具体包括如下步骤：
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p>4、(1)在现有的upqc拓扑结构中采用直流母线集成光伏发电来控制直流母线电压稳定，从而构建新的upqc拓扑结构，其中新的upqc拓扑结构新增光伏模组pv1和光伏模组pv2，其中光伏模组pv1并联接入配电网负载侧，为交流负载提供电能；光伏模组pv2通过升压模块接入直流母线侧，直接给直流母线电容充电，为sapf提供电压补偿所需的电能，在配电网断电时，通过papf给交流负载供电；5、(2)要实现对直流母线稳压控制，关键核心是对pi控制器进行优化和补偿，基本原理是：并联滤波器papf对直流母线瞬间电压跌落检测采用pi控制器反馈优化的方式，提出基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法，将智能体的智能性应用于粒子群的群搜索，同时对pi控制器参数目标函数进行联合寻优，实现pi控制器参数动态在线优化。
6、本专利技术针对目前电能质量控制器在结构上和直流母线稳压pi反馈寻优问题上存在的问题，提出了一种光伏发电补偿直流母线的电能质量控制器结构保证直流母线在并网和孤岛时直流母线电压能量的有效补偿；同时针对直流侧光伏发电本身容易引起母线电压不稳定问题，进一步提出一种基于多智能体的pi控制器参数优化方法，将智能体的智能性应用于粒子群的群搜索，增强粒子群算法内部信息的多样性和传递性，同时对pi控制器参数目标函数进行联合寻优，提高粒子群的寻优速度，使得控制器参数能实现动态在线优化，解决了新拓扑结构存在直流电压参数波动较大、扰动较多的缺陷。
7、作为优选，光伏模组pv2通过升压模块接入直流母线侧的具体框架结构如下：光伏模组pv2、升压模块、电压电流采集模块、驱动模块、dsp处理器、蓄电池和直流母线电容，采用dsp处理器作为主控系统，驱动模块采用igbt模块，其中光伏模组pv2、升压模块、蓄电池和直流母线电容依次连接，电压电流采集模块连接在升压模块的输入端和输出端来采集电压和电流发送给dsp处理器，dsp处理器根据采集到的电压和电流来控制驱动模块去反馈调节升压模块。
8、作为优选，升压模块采用boost电路，boost电路输入电压upv与输出电压uo的关系如下式(1)：
9、upv·d·t+(upv-u0)·(1-d·t)＝0 (1)
10、式中，boost电路内含开关管，t为开关管的开关周期，d为占空比，占空比是开关管导通的时间与工作周期之比，数值在(0，1)之间，整理得：
11、
12、对boost电路实现阻抗变换，由输入和输出电压关系可得：uo＝ul·(1-d)，根据变换前后功率相等理论，则有io＝il/(1-d)，其中ul为等效电压，il为等效电流，串联等效电阻req如式(2)所示：
13、
14、式中，i0为输出电流，rl为并联等效电阻；
15、由式(2)可知，当调节占空比d，使得boost电路串联等效电阻req与光伏模组pv2的光伏面板内阻rpv抗相匹配时，则光伏电池输出最大功率如式(3)所示：
16、
17、作为优选，在步骤(2)中，并联滤波器papf对直流母线瞬间电压跌落检测采用pi控制器反馈优化的方式，具体是基于瞬时无功功率dq0法的电压补偿指令来获取，基本原理如下：
18、假设配电网系统中的三相电压表达式如式(4)所示：
19、
20、式中，ua，ub，uc是配电网三相电压，是三相正序分量，如式(5)：
21、
22、是三相负序分量，如式(6)所示：
23、
24、u0是零序分量，如式(7)所示：
25、
26、是n次谐波正序分量，如式(8)所示：
27、
28、是n次谐波负序分量，如式(9)所示：
29、
30、是n次谐波负序分量，如式(10)所示：
31、
32、其中，公式(4)至公式(10)都是三相电压的波形表达式，t为时间，w为角频率，ψ为正相位，ψ为负相位，u+为电压整峰值，u-为电压负峰值；
33、三相电压udq0和uabc之间的变换关系由下式(11)得到：
34、
35、其中：c指的是dq0转abc的三相坐标变换公式，如下
36、
37、
38、式中，表示正序分量park的矢量
39、表示负序分量park的矢量
40、u00表示零序分量的矢量
41、将式(11)用低通滤波器滤除高次谐波，得到直流分量表达式(12)所示：
42、
43、对式(12)进行dq0反变换，可得到基波电压正序分量如式(13)：
44、
45、则并联滤波器直流母线的瞬间跌落电压如式(14)所示：
46、
47、其中，uac指的是a相瞬间跌落电压，ubc指的是b相瞬间跌落电压，ucc指的是c相瞬间跌落电压；pi控制器的数学模型为(15)：
48、
49、kp是比例系数，是积分时间常数，在实际数字控制领域采用数字pi控制，用求和的形式代替积分，用增量的形式代替微分，近似变换如式(16)：
50、
51、式中，ej为初始偏差值，j＝0,1,2，...k，l为最大采样序列；ts为采样周期，k为采样序列，将类似于e(kt)本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，其特征是，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，其特征是，在步骤(1)中，光伏模组PV2通过升压模块接入直流母线侧的具体框架结构如下：光伏模组PV2、升压模块、电压电流采集模块、驱动模块、DSP处理器、蓄电池和直流母线电容，采用DSP处理器作为主控系统，驱动模块采用IGBT模块，其中光伏模组PV2、升压模块、蓄电池和直流母线电容依次连接，电压电流采集模块连接在升压模块的输入端和输出端来采集电压和电流发送给DSP处理器，DSP处理器根据采集到的电压和电流来控制驱动模块去反馈调节升压模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，其特征是，升压模块采用Boost电路，Boost电路输入电压Upv与输出电压Uo的关系如下式(1)：
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，其特征是，在步骤(2)中，并联滤波器PAPF对直流母线瞬间电压跌落检测采用PI控制器反馈优化的方式，具体是基于瞬时无功功率dq0法的电压补偿指令来获取，基本原理如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，其特征是，在步骤(2)中，基于多智能体联合优化的PI控制器参数优化方法，对PI控制器参数目标函数进行联合寻优，具体为：假定光伏模块PV2从直流母线处采集直流电压通过AD转换进入DSP处理器中；设置直流参考电压udcref，进入算法的PI控制环节，其对PI控制器参数优化具体步骤如下：
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【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法，其特征是，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法，其特征是，在步骤(1)中，光伏模组pv2通过升压模块接入直流母线侧的具体框架结构如下：光伏模组pv2、升压模块、电压电流采集模块、驱动模块、dsp处理器、蓄电池和直流母线电容，采用dsp处理器作为主控系统，驱动模块采用igbt模块，其中光伏模组pv2、升压模块、蓄电池和直流母线电容依次连接，电压电流采集模块连接在升压模块的输入端和输出端来采集电压和电流发送给dsp处理器，dsp处理器根据采集到的电压和电流来控制驱动模块去反馈调节升压模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于多智能体联合优化的pi控制器参数优化方法，其特征是，升压模...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，贾凤茹，陈云龙，胡茵，陈识微，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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