[發明專利]一種用于軌道交通車載電網的功率控制方法、系統、裝置和介質

有效

• 申請號: 202011394664.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112350347B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 易楠;張少輝;索利巧;劉峻峰;趙慧;張天彤;王洋;楊培義;王若飛;班希翼
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路職業技術學院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02M5/44;G06N3/006
• 代理公司: 鄭州華智星知識產權代理事務所(普通合伙) 41145
• 代理人: 劉迪

1.一種用于軌道交通車載電網的功率控制方法，其特征在于，

步驟1：依據交流-交流矩陣變換器的開關數量初始化蟻群算法；

步驟2：依據交流-交流矩陣變換器中開關的通斷規則確定開關狀態之間的距離，將螞蟻放置在不同的開關狀態上；

步驟3：螞蟻每完成一次遍歷，全局最優開關狀態組合模塊計算交流-交流矩陣變換器預測功率誤差；

步驟4：最大迭代次數完成后依據獲得的交流-交流矩陣變換器全局預測功率最小誤差，得到當前交流-交流矩陣變換器的最優開關狀態組合；

步驟5：依據步驟4獲得的最優開關狀態組合，調整交流-交流矩陣變換器，確保車載電網提供穩定的交流電；

步驟1具體為：蟻群中螞蟻數量為m，交流-交流矩陣變換器中的開關數為n，每個開關表示為SW₁，SW₂，…，SW_n，每個開關具有通和斷兩種狀態，表達為SW_1-1/SW_1-0，SW_2-1/SW_2-0，…，SW_n-1/SW_n-0，螞蟻需要遍歷n個開關、2n種開關狀態，最終找到n個開關通斷情況的最優解；

tc時刻開關狀態i與開關狀態j連接路徑上的信息素濃度為τ_ij(tc)；初始時刻，各開關狀態連接路徑上的信息素濃度相同，都為τ_ij(tc)＝τ₀；然后螞蟻將按一定概率選擇線路，表示tc時刻螞蟻q從開關狀態i轉移到開關狀態j的概率；

其中，為啟發函數，表示螞蟻從開關狀態i轉移到開關狀態j的期望程度，allow_com為螞蟻待訪問開關狀態的集合，若開關狀態j屬于allow_com，則若開關狀態j不屬于allow_com，則μ表示信息素重要程度因子，值越大表明信息素濃度在轉移中作用越大；θ為啟發函數重要程度因子，其值越大表示啟發函數在轉移中作用越大；開關狀態i到開關狀態j之間的距離設為d_ij(i，j＝1，2，…，2n)；

步驟2具體為：d_ij的計算方式為：

是allow_com的取非運算，表示已經訪問過的開關狀態的集合，γ為大于1常量；當j與中任一開關狀態均不是同一開關通斷狀態時，判斷開關狀態i與開關狀態j分別對應的開關是否為互斥關系，若兩者不是互斥關系，則d_ij＝γ；若兩者為互斥關系，則繼續判斷開關狀態i與開關狀態j是否有相同的狀態指示，若均是打開狀態或均是關閉狀態，則d_ij＝∞，若兩者狀態指示滿足互斥要求，即一個打開一個關閉，則d_ij＝1；將螞蟻放置在不同的開關狀態上；

步驟3具體為：步驟3.1：在矩陣變換器的輸入端，采集相應的電壓、電流，將其傳遞給全局最優開關狀態組合模塊；步驟3.2：全局最優開關狀態組合模塊依據交流-交流矩陣變換器功率預測模型計算第k拍采樣點的下一拍，即第k+1拍矩陣變換器的輸出功率；步驟3.3：將交流-交流矩陣變換器第k+1拍輸出端的電壓和電流傳遞給全局最優開關狀態組合模塊；步驟3.4：全局最優開關狀態組合模塊計算交流-交流矩陣變換器輸出端實際功率；步驟3.5：全局最優開關狀態組合模塊依據步驟3.2和步驟3.4的計算結果計算交流-交流矩陣變換器預測功率誤差；

步驟3還包括：預測功率計算公式為：

其中，和為α_β坐標系下輸入端第k+1拍電流預測值，和為α_β坐標系下輸入端第k拍采樣電壓值；交流-交流矩陣變換器輸出端第k+1拍功率的計算公式為其中，和為α_β坐標系下輸入端第k+1拍電壓值，和為α_β坐標系下輸入端第k+1拍電流值；將交流-交流矩陣變換器第k+1拍時，輸入端對矩陣變換器輸出功率的預測值與矩陣變換器輸出功率求差后再平方，可以獲得交流-交流矩陣變換器功率預測誤差方差err，即