一种变频电源输入稳压方法与流程

本发明涉及变频电源控制领域，特别是一种变频电源输入稳压方法。

背景技术：

1、在现代电力电子技术领域，变频电源作为能源转换与控制的关键设备，广泛应用于工业自动化、新能源、航空航天等多个行业。其核心功能在于将固定频率的交流电转换为可变频率和电压的交流电，以满足各种负载对电能质量的特定需求。然而，在实际应用中，电网供电质量的不稳定性和负载的多变性对变频电源的输入端构成了挑战，特别是电压波动和谐波干扰问题，会直接影响到输出电能的质量和系统的整体效率。传统的稳压方式，如采用线性稳压器或简单的开关型稳压器，虽然能在一定程度上改善电压稳定性，但在面对宽范围的输入电压变化和复杂的电网环境时，往往难以达到理想的稳压效果，且能耗较高、响应速度慢。此外，这些方法对于电网中的谐波污染控制能力有限，不能有效抑制由非线性负载产生的谐波电流，从而影响整个电网的电能质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，设计了变频电源输入稳压方法。

2、实现上述目的本发明的技术方案为，进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，该变频电源输入稳压方法包括以下步骤：

3、利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器，实时采集变频电源的输入电压信息和输入电流信息，并根据预设的稳压算法进行快速运算，生成电压控制信号；

4、apf实时谐波检测模块通过响应于所述电压控制信号，实时检测电网的电压和电流波形，产生与谐波相反相位的电流，得到第一输出参数；

5、基于svm支持向量机建立svm变频电源电压控制模型，利用iafsa人工鱼群算法优化所述svm变频电源电压控制模型的参数，得到目标svm变频电源电压控制模型；

6、利用目标svm变频电源电压控制模型对所述第一输出参数进行优化，得到第二输出参数；

7、根据所述第二输出参数对所述变频电源中的电压控制器进行实时控制，并对控制后的变频电源中的电压进行监测。

8、进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，所述利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器，实时采集变频电源的输入电压信息和输入电流信息，并根据预设的稳压算法进行快速运算，生成电压控制信号，包括：

9、将dsp数字信号处理器和变频电源中电流传感器和电压传感器的接口进行配置；

10、利用dsp数字信号处理器对变频电源中的实时运行数据进行采集，所述实时运行数据至少包括输入电压信息中的瞬时值、有效值和频率；还包括输入电流信息中的相位和幅值；

11、基于p id控制算法对所述实时运行数据进行快速运算，得到初始电压控制信号；

12、对所述初始电压控制信号进行噪声去除后，再进行滤波处理，得到电压控制信号。

13、进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，所述apf实时谐波检测模块通过响应于所述电压控制信号，实时检测电网的电压和电流波形，产生与谐波相反相位的电流，得到第一输出参数，包括：

14、获取电压控制信号，利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器；

15、激活apf有源电力滤波器的控制单元，通过fft快速傅里叶变换对输入电流和电压波形进行频谱分析，识别主要谐波成分；

16、利用控制单元调整内部逆变电路的工作状态，产生与检测到的谐波电流幅值相同但相位相反的补偿电流，将补偿电流输入变频电源中抵消谐波；

17、若变频电源的电压出现波动时，利用apf抵消谐波，并根据电压控制信号调整输出，得到第一输出参数。

18、进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，所述基于svm支持向量机建立svm变频电源电压控制模型，利用iafsa人工鱼群算法优化所述svm变频电源电压控制模型的参数，得到目标svm变频电源电压控制模型，包括：

19、利用数据库中的历史数据集，历史数据集至少包括不同工况下的输入电压、电流信息及其对应的最优控制信号，利用历史数据集训练svm变频电源电压控制模型；

20、定义svm变频电源电压控制模型的参数空间，至少包括惩罚因子c、核函数类型及其参数；

21、利用改进的iafsa人工鱼群算法，引入智能行为模式和动态适应机制优化svm变频电源电压控制模型；

22、对模型进行迭代，评估各代模型的预测误差与稳压性能，得到目标svm变频电源电压控制模型。

23、进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，所述利用目标svm变频电源电压控制模型对所述第一输出参数进行优化，得到第二输出参数，包括：

24、将第一输出参数作为目标svm变频电源电压控制模型的输入，进行二次优化处理，结合非线性关系和动态特性对第一输出参数进行评估；

25、引入平滑过渡算法，在第一输出参数到第二输出参数的转换过程进行平稳变换，得到第二输出参数。

26、进一步，在上述一种变频电源输入稳压方法中，所述根据所述第二输出参数对所述变频电源中的电压控制器进行实时控制，并对控制后的变频电源中的电压进行监测，包括：

27、将第二输出参数实时传递给变频电源的电压控制器，控制器据此调节电源内部的开关元件；

28、在执行控制的同时，建立闭环反馈机制，通过增设电压监测模块，持续比对实际电压与目标电压的偏差，将偏差信息回传至dsp；

29、设定阈值和报警机制，当监测到电压偏离预设范围时，立即触发警报并采取预防性措施。

30、进一步，在实现一种变频电源输入稳压方法的系统中，所述系统包括以下模块：

31、控制信号生成模块，用于利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器，实时采集变频电源的输入电压信息和输入电流信息，并根据预设的稳压算法进行快速运算，生成电压控制信号；

32、输出参数确定模块，用于apf实时谐波检测模块通过响应于所述电压控制信号，实时检测电网的电压和电流波形，产生与谐波相反相位的电流，得到第一输出参数；

33、控制模型建立模块，用于基于svm支持向量机建立svm变频电源电压控制模型，利用iafsa人工鱼群算法优化所述svm变频电源电压控制模型的参数，得到目标svm变频电源电压控制模型；

34、输出参数优化模块，用于利用目标svm变频电源电压控制模型对所述第一输出参数进行优化，得到第二输出参数；

35、变频电源稳压模块，用于根据所述第二输出参数对所述变频电源中的电压控制器进行实时控制，并对控制后的变频电源中的电压进行监测。

36、进一步，在实现一种变频电源输入稳压方法的系统中，所述控制信号生成模块包括以下子模块：

37、配置子模块，用于将dsp数字信号处理器和变频电源中电流传感器和电压传感器的接口进行配置；

38、采集子模块，用于利用dsp数字信号处理器对变频电源中的实时运行数据进行采集，所述实时运行数据至少包括输入电压信息中的瞬时值、有效值和频率；还包括输入电流信息中的相位和幅值；

39、运算子模块，用于基于p id控制算法对所述实时运行数据进行快速运算，得到初始电压控制信号；

40、得到子模块，用于对所述初始电压控制信号进行噪声去除后，再进行滤波处理，得到电压控制信号。

41、进一步，在实现一种变频电源输入稳压方法的系统中，所述输出参数确定模块包括以下子模块：

42、获取子模块，用于获取电压控制信号，利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器；

43、激活子模块，用于激活apf有源电力滤波器的控制单元，通过fft快速傅里叶变换对输入电流和电压波形进行频谱分析，识别主要谐波成分；

44、补偿子模块，用于利用控制单元调整内部逆变电路的工作状态，产生与检测到的谐波电流幅值相同但相位相反的补偿电流，将补偿电流输入变频电源中抵消谐波；

45、抵消子模块，用于若变频电源的电压出现波动时，利用apf抵消谐波，并根据电压控制信号调整输出，得到第一输出参数。

46、其有益效果在于，通过利用dsp数字信号处理器作为变频电源的电压控制器，实时采集变频电源的输入电压信息和输入电流信息，并根据预设的稳压算法进行快速运算，生成电压控制信号；apf实时谐波检测模块通过响应于所述电压控制信号，实时检测电网的电压和电流波形，产生与谐波相反相位的电流，得到第一输出参数；基于svm支持向量机建立svm变频电源电压控制模型，利用iafsa人工鱼群算法优化所述svm变频电源电压控制模型的参数，得到目标svm变频电源电压控制模型；利用目标svm变频电源电压控制模型对所述第一输出参数进行优化，得到第二输出参数；根据所述第二输出参数对所述变频电源中的电压控制器进行实时控制，并对控制后的变频电源中的电压进行监测。可以有效抑制电网中的谐波，降低了电压波动，确保了变频电源输入电压的稳定性和纯净度，从而显著提升了输出电压的质量，使变频电源能根据电网条件和负载变化自动调整控制策略，即使在电网波动较大或负载突变的情况下，也能迅速响应，维持系统稳定运行，大大增强了变频电源的环境适应性和鲁棒性。