Синтез схем автономных инверторов напряжения с улучшенным гармоническим составом выходного напряжения на основе эволюционного моделирования

• Автор: Тимофеева, Олеся Владимировна
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ СИНТЕЗА СХЕМ УСТРОЙСТВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
1.1 .Графы изменения состояний и их использование для структурного синтеза схем преобразователей
1.2.Параметрический синтез выходных цепей АИ с применением пакета входов
1.3.Структурный синтез ВП по заданному выходному сигналу
1.4.Синтез ВП с помощью главной топологической матрицы
1.5.Тензорная методология в теории синтеза схем ВП
1.6.Параметрический синтез автономных инверторов методом кинематических аналогий
1.7. Генетические алгоритмы
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ЭВОЛЮЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ СИНТЕЗА ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АИН С СМ
2.1. Критерий синтеза
2.2. Ступенчатая модуляция как метод улучшения качества выходного напряжения АИН
2.3. Эволюционный алгоритм синтеза кривой выходного напряжения АИН с СМ
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭВОЛЮЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ СИНТЕЗА ТОПОЛОГИИ ОДНОФАЗНЫХ АИН ДЛЯ АКТИВНОЙ И АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗОК
3.1. Этапы синтеза схем АИН с СМ
3.2. Синтез однофазного АИН с 2-ступенчатым выходным напряжением
3.3. Синтез однофазного АИН для активно-индуктивной нагрузки

3.4. Однофазный преобразователь, обеспечивающий выходное напряжение близкое к синусоидальному независимо от величины
и характера нагрузки
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОПЕРАТИВНО ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ СЕТИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ОДНОФАЗНОЙ НАГРУЗКИ
4.1. Вопросы организации преобразовательных сетей
4.2. Оперативно перестраиваемые преобразовательные сети с улучшенной формой выходного напряжения
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ЭВОЛЮЦИОННЫЙ СИНТЕЗ МНОГОФАЗНЫХ АИН
5.1. Синтез многофазного АИН на базе однофазных модулей
5.2. Анализ электро магнитных процессов силовой схемы трехфазного АИН с уменьшенным коэффициентом искажения синусоидальности
5.3. Трехфазный сложномостовой инвертор напряжения
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы
Возрастание требований к технико-экономическим показателям вентильных преобразователей (ВП) стимулирует поиск новых схемных решений с заданными свойствами и характеристиками, которые могли бы составить основу электроэнергетики XXI века.
В трудах отечественных ученых И.И. Артюхова, A.A. Булгакова, A.C. Васильева, Т.А. Глазенко, Г.В. Грабовецкого, В .Я. Жуйкова, Г.С. Зиновьева, И.И. Кантера, И.Л.Качалова, Ф.И. Ковалева, Н.П. Митяшина, Л.Э. Рогинской, Ю.К. Розанова, B.C. Руденко, Ю.Г. Толстова, С.А. Харитонова, В.А. Чванова, И.М. Чиженко, В.П. Шипилло и др. заложены научные основы анализа, разработки и проектирования различных классов преобразовательных устройств.
Однако до настоящего времени поиск схем преобразователей ведется преимущественно интуитивно на базе накопленного опыта разработчика, что не дает возможности подтвердить либо опровергнуть полноту рассматриваемых схемных решений, а также не гарантирует оптимальности конечного результата. Научно обоснованный синтез структур вентильных преобразователей является до сих пор одной из наиболее сложных и наименее решенных проблем современной преобразовательной техники.
Одним из важнейших показателей качества электроэнергии, установленных ГОСТ 13109-97, является степень искажения синусоидальности кривой питающего напряжения. Данный стандарт ограничивает содержание высших гармоник до 40 включительно. Поскольку известные вентильные преобразователи, используемые для питания потребителей на частотах, отличающихся от общепринятой частоты 50 Гц, и регулируемых частотах не обеспечивают требований указанного стандарта по качеству генерируемого напряжения, разработчики вынуждены применять различного вида фильтры

В настоящее время также известны других операторы скрещивания: двухточечный кроссовер, равномерный кроссовер, однородный кроссовер и др.
После того как закончится стадия кроссовера, потомки могут подвергаться случайным модификациям, называемым мутациями. В простейшем случае в каждой хромосоме, которая подвергается мутации, каждый бит с вероятностью Рт изменяется на противоположный (это так называемая одноточечная мутация).
1 0 0 1 0 1 1 0 0 I

1 0 0 1 0 1 I3 0
Рис. 1.10. Пример действия мутации
Эффективность ГА во многом зависит не только от внутренней структуры и модификаций его базовых операторов, но и от значений вероятностей их применения (Рс, Рт). Так [86], было установлено, что наиболее приемлемыми значениями вероятности кроссовера являются: 0,6 <Рс< 0,99. Мутация инициирует разнообразие в популяции, позволяя просматривать больше точек в пространстве поиска и преодолевать таким образом локальные оптимумы в ходе поиска. Однако слишком частое применение мутации приводит к разрушению хромосом с высокой приспособленностью, что влияет на сходимость решения. Именно поэтому применение мутации обычно осуществляется с малой вероятностью, порядка 0,01<Рт<0,4. Относительно оператора инверсии считается, что вероятность его применения должна быть очень низкой, как правйло, она составляет Рту=0,001.
Выводы по главе
Из проделанного в данной главе обзора основных направлений в теории синтеза схем вентильных преобразователей можно сделать ряд выводов, которые состоят в следующем.
Направления структурного синтеза схем ВП, использующие ГИС или ГТМ представляют собой фактически совокупность комбинаторно-