[發(fā)明專利]基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011179086.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112307618A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬洲俊;張明;王勇;王徐延;周科峰;黃文燾;邰能靈;王杰;高聰哲;陳少宇;田浩;馬迪;許洪華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南京供電分公司;上海交通大學(xué);國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F111/06;G06F113/04;G06F119/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于，包括：

步驟1：建立MMC系統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；建立多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)具體包括建立MMC系統(tǒng)可靠性和冗余子模塊數(shù)量的兩個(gè)子目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；

步驟2：基于NSGA-II多目標(biāo)優(yōu)化算法求解多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到pareto最優(yōu)解集；從pareto最優(yōu)解集中獲得期望的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)最優(yōu)解，配置最優(yōu)冗余數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于：建立MMC系統(tǒng)可靠性的子目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)的具體方法為：

1)確定MMC系統(tǒng)的可靠性R_MMC

定義在一段時(shí)間T內(nèi)裝置的可靠性為系統(tǒng)運(yùn)行期間不出現(xiàn)故障的概率；三相MMC中，每相包含上、下2個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊SM與電感串聯(lián)構(gòu)成，其中N為額定子模塊數(shù)量；子模塊SM是由多個(gè)IGBT、二極管和電容器組成的，子模塊可靠性由所含有的IGBT、二極管和電容器的可靠性共同決定，定義IGBT的可靠性為R_I，二極管的可靠性為R_D，電容器的可靠性為R_C，可得子模塊的可靠性R_SM為：

子模塊不故障的概率為R_SM，則故障概率為1-R_SM；

設(shè)每相每橋臂配置的子模塊冗余數(shù)為N₀，有i個(gè)子模塊故障的概率為：

a相上橋臂的可靠性R_A，即不超過(guò)N₀個(gè)SM故障的概率為：

橋臂帶有N+N₀個(gè)子模塊的三相MMC的可靠性R_MMC，即不超過(guò)N₀個(gè)SM故障的概率為：

式中：i為MMC中的某個(gè)橋臂的故障SM數(shù)量；

2)確定MMC系統(tǒng)的故障率F_MMC

三相MMC的可靠性R_MMC為不超過(guò)N₀個(gè)SM故障的概率，則MMC發(fā)生故障的概率F_MMC為：

優(yōu)化目標(biāo)希望MMC具有更高可靠性，應(yīng)使得故障概率最小，即：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于：建立MMC系統(tǒng)冗余子模塊數(shù)量的子目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)的具體方法為：

冗余子模塊數(shù)量為N₀，即冗余子模塊數(shù)量函數(shù)C_MMC為：

C_MMC(N₀)＝N₀ (7)

優(yōu)化目標(biāo)希望在滿足高可靠性的前提下，冗余子模塊數(shù)量N₀越小越好，即：

C(N₀)＝min(N₀) (8)

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于：步驟1還包括建立約束條件的步驟，具體為：

MMC系統(tǒng)可靠性不能低于可靠性閾值；

冗余子模塊數(shù)量和原有額定子模塊數(shù)目的比值不能超過(guò)冗余占比閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于：建立約束條件步驟中，MMC系統(tǒng)的可靠性閾值為0.95。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于NSGA-II的MMC最優(yōu)冗余數(shù)量配置方法，其特征在于：建立約束條件步驟中，冗余占比閾值為50％，即冗余子模塊數(shù)不能超過(guò)原有額定子模塊數(shù)目的50％。