一种优化方法、参数更新模块及控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新能源的并网控制领域，具体而言，涉及一种优化方法、参数更新模块 及控制装置。
【背景技术】
[0002] 光伏发电作为分布式发电的一种重要形式，在新能源技术领域中正在逐步走向成 熟。而逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分，逆变器采用的控制策略优良与否直接影 响到系统的性能指标好坏。多数光伏并网逆变器采用电压型PWM变流器拓扑结构，此结构 有良好的控制性能。在光伏并网发电系统中，因光伏阵列最大功率点受环境的影响具有时 变性，并且外界环境的干扰等因素的存在，要求并网逆变器必须具有良好的系统动静特性。 [0003] 并网逆变器的数学模型呈非线性特性，如何来对其进行有效的控制是我们共同关 注的问题，在实际控制中，由于比例-积分-微分（proportion-integration-differentiat ion，PID)控制其所涉及的算法和控制结构简单而被应用，但将其用于光伏并网逆变系统的 控制时，还存在一些问题，在控制过程中会出现积分饱和现象，为了解决积分饱和现象就可 以采用抗饱和控制算法，而在进行抗饱和控制时，为了取得较好的的性能，其关键是kp、ki 和kd这3个参数的选取及其合理性，因此，优化抗饱和PID控制器参数具有重要意义。目 前，其参数主要靠人工调整和试凑，这种方法不仅费时，而且不能保证获得最佳的性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种优化方法、参数更新模块及控制装置，以有效降低现 有的PID控制算法的参数选择的人力成本以及有效提高现有的PID控制算法的性能。
[0005] 第一方面，本发明实施例提供的一种优化方法，应用于光伏并网逆变系统，所述系 统包括逆变器、控制器和参数更新模块，所述控制器内预设有初始的参数值，所述控制器用 于根据所述初始的参数值控制所述逆变器，以使所述逆变器输出的电流值满足预设指标， 所述方法包括：
[0006] 所述参数更新模块获得所述初始的参数值；
[0007] 所述参数更新模块根据预设第一算法以所述初始的参数值为基础生成多个新的 参数值；
[0008] 所述参数更新模块根据设有预设适应度函数的遗传算法对所有所述新的参数值 处理，以获得符合所述预设标准的新的参数值，其中，所述预设适应度函数根据所述逆变器 的输出值计算获得；
[0009] 所述参数更新模块将符合预设标准的所述新的参数值发送至所述控制器，以使所 述控制器将所述初始的参数值替换为所接收的所述新的参数值。
[0010] 结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所 述适应度函数的表达式为：F = 1/J，其中，J的表达是为：
[0012] 所述J的表达式中，e(t)表示所述控制器的t时刻的指令电流的有效值与所述逆 变器的输出电流有效值之差。
[0013] 结合第一方面的第一种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第二种 可能实施方式，其中，所述参数更新模块根据预设第一算法以所述初始的参数值为基础生 成多个新的参数值，包括：
[0014] 所述参数更新模块以所述初始的参数值为试验点，在预设试验范围内通过均匀设 计方法生成多个新的参数值。
[0015] 结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第二种可能实施方式，本发明 实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述控制器为抗饱和PID控制器， 所述参数值包括比例系数、积分时间常数和微分时间常数。
[0016] 第二方面，本发明实施例提供了一种参数更新模块，应用于包括所述参数更新模 块的光伏并网逆变系统，所述系统还包括逆变器和控制器，所述控制器内预设有初始的参 数值，所述控制器用于根据所述初始的参数值控制所述逆变器，以使所述逆变器输出的电 流值满足预设指标，所述参数更新模块包括：
[0017] 获取单元，用于获得所述初始的参数值；
[0018] 种群生产单元，用于根据预设第一算法以所述初始的参数值为基础生成多个新的 参数值；
[0019] 查找单元，用于根据设有预设适应度函数的遗传算法对所有所述新的参数值处 理，以获得符合所述预设标准的新的参数值，其中，所述预设适应度函数根据所述逆变器的 输出值计算获得；
[0020] 更新单元，用于将符合预设标准的所述新的参数值发送至所述控制器，以使所述 控制器将所述初始的参数值替换为所接收的所述新的参数值。
[0021] 结合第二方面，本发明实施例还提供了第二方面的第一种可能实施方式，其中，所 述适应度函数的表达式为：F = 1/J，其中，J的表达是为：
[0023] 所述J的表达式中，e(t)表示所述控制器的t时刻的指令电流的有效值与所述逆 变器的输出电流有效值之差。
[0024] 结合第二方面的的第一种可能实施方式，本发明实施例还提供了第二方面的第二 种可能实施方式，其中，所述种群生成单元具体用于：以所述初始的参数值为试验点，在预 设试验范围内通过均匀设计方法生成多个新的参数值。
[0025] 结合第二方面或第二方面的第一种可能实施方式或第二种可能实施方式，本发 明实施例还提供了第二方面的第三种可能实施方式，其中，所述控制器为抗饱和比例-积 分-微分控制器，所述参数值包括比例系数、积分时间常数和微分时间常数。
[0026] 第三方面，本发明实施例提供了一种控制装置，应用于包括所述控制装置的光伏 并网逆变系统，所述系统还包括逆变器，所述控制装置包括信号处理芯片；
[0027] 所述信号处理芯片用于根据所述逆变器的输出信号通过比例-积分-微分算 法控制所述逆变器内的开关管的导通，使所述逆变器的输出满足预设指标，其中，所述比 例-积分-微分算法的参数更新方式采用预设优化方法，所述信号处理芯片内存储有所述 比例-积分-微分算法的初始的参数值；
[0028] 所述预设优化算法包括：根据预设第一算法以所述初始的参数值为基础生成多个 新的参数值，所述参数更新模块根据设有预设适应度函数的遗传算法对所有所述新的参数 值处理，以获得符合所述预设标准的新的参数值，其中，所述预设适应度函数根据所述逆变 器的输出值计算获得，将所述初始的参数值替换为符合所述预设标准的新的参数值。
[0029] 结合第三方面，本发明实施例还提供了第二方面的第四种可能实施方式，其中，还 包括：信号调理器和模数转换模块；
[0030] 所述信号调理器用于接收所述逆变器输出的电流，对所接收的电流放大和滤波处 理；
[0031] 所述模数转换模块用于将所述信号调理器输出的模拟电信号转换为数字信号输 入至所述信号处理芯片。
[0032] 本发明实施例，首先通过预设的第一算法并且以所述初始的参数值为基础生成多 个新的参数值，即构建成一个种群，例如可以采用Z-N方法整定的PID控制3个参数值附 近利用均匀设计方法产生一定规模的初始群体；然后，再根据遗传算法对所有所述新的参 数值处理，以获得符合所述预设标准的新的参数值。例如，将PID的k p、kdP k d3个参数组 合在一起做为遗传算法群中的每一个个体，根据适应度函数计算每一组参数的适应度值， 然后，对群体进行选择、交叉和变异操作，不断的进化，直到找到群体中最优目标个体，得到 PID控制器的最优参数。其中，所述遗传算法的适应度函数包括所述逆变器的三相交流相电 压的数学模型，也即以所述逆变器的三相交流相电压的数学模型为基础构建所述遗传算法 的适应度函数，因此，能够不断的优化PID算法的参数，与现有技术的人工手动调整相比， 遗传算法能够自动更新，以有效降低现有的PID控制算法的参数选择的人力成本以及有效 提高现有的PID控制算法的性能。
[0033] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得 显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说 明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
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