基于循環(huán)路徑的級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)

(1.浙江工業(yè)大學(xué) 容大后勤集團(tuán),杭州 310014; 2.浙江工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,杭州 310014;3.浙江工業(yè)大學(xué),杭州 310014)

0 引言

在大功率或者中高壓的環(huán)境下，多電平逆變器與傳統(tǒng)兩電平逆變器相較而言存在一定差異，其憑借其輸出電壓穩(wěn)定、控制方便等特點(diǎn)，成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，并逐漸開始取代兩電平逆變器[1-2]。級(jí)聯(lián)多電平逆變器的使用范圍廣泛，并使用于各個(gè)行業(yè)，如：電力、石油、化工、采礦、煤炭等。將級(jí)聯(lián)多電平逆變器為主電路的控制系統(tǒng)投入和使用到其中，改善了功率因數(shù)，避免了直接起動(dòng)造成對(duì)電機(jī)損壞和對(duì)電網(wǎng)的沖擊事故，減少了停產(chǎn)維修時(shí)問，裝置的智能化優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也帶來了十分可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益，在某些場(chǎng)合大于節(jié)能本身帶來的效益。然而在這種逆變器中母線的電容波動(dòng)對(duì)其運(yùn)作有著極為重要的作用[3-4]。為了更好地使級(jí)聯(lián)多電平逆變器正常運(yùn)作，需要保證母線的電容波動(dòng)一直保持在均衡狀態(tài)，故而對(duì)此進(jìn)行研究。王瑞, 趙金提出四開關(guān)逆變器直流母線電容電壓均衡控制研究方法，首先通過電路分析給出電容電壓波動(dòng)公式，指出從正常運(yùn)行切換到四開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)瞬間流入電容中點(diǎn)電流的相位對(duì)兩電容電壓波動(dòng)的影響。分析了電容電壓產(chǎn)生漂移的原因并給出通過發(fā)送特定開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)兩電容電壓均衡的控制方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了分析的正確性和電壓均衡控制方法的有效性[5]。 但其運(yùn)行過程復(fù)雜，沒有良好的實(shí)用性。張兵, 王政, 儲(chǔ)凱,等人提出NPC型三電平逆變器容錯(cuò)控制模式下的母線電容電壓波動(dòng)控制分析方法，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)理論推導(dǎo)的母線電容電壓波動(dòng)規(guī)律及其在容錯(cuò)控制模式下母線電容電壓波動(dòng)抑制策略進(jìn)行驗(yàn)證[6]。但這種方法在同等輸出容量條件下功率器件耐壓等級(jí)增加、系統(tǒng)運(yùn)行效率降低并且還對(duì)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)方式產(chǎn)生依賴性。

為解決上述問題，本文提出基于循環(huán)路徑的級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，通過基本工作原理，根據(jù)工作環(huán)境以及多電平逆變器運(yùn)作特征來分析其內(nèi)部母線電容電壓波動(dòng)特性，以保證其波動(dòng)穩(wěn)定來促進(jìn)多電平逆變器的運(yùn)作。

1 硬件設(shè)計(jì)

在研究的級(jí)聯(lián)多電平逆變器中，以4電平級(jí)聯(lián)逆變器作為研究對(duì)象，逆變器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 逆變器結(jié)構(gòu)示意圖

級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)的硬件運(yùn)行環(huán)境主要包含調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)、母線電容大數(shù)據(jù)采集器、均衡控制器三個(gè)組成部分，其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

1.1 調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)

調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)以具有2個(gè)鎖相環(huán)的Cyclone EP 1 C6Q24017器件作為核心搭建設(shè)備。且在該設(shè)備周圍分布著Flash存儲(chǔ)器、SDRAM存儲(chǔ)器件、電源擴(kuò)展插座、母線電容大數(shù)據(jù)采集器等多個(gè)組成部分。

其中，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器具備16 Mb的基礎(chǔ)存儲(chǔ)空間，可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過調(diào)頻盲卷積理論獲取大量的聚類控制數(shù)據(jù)，在I/O引腳控制開關(guān)處于持續(xù)連接狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)器釋放空間內(nèi)的暫存數(shù)據(jù)，回歸原始連接狀態(tài)[7]。

SDRAM存儲(chǔ)器件具備一個(gè)DB9串行口，可通過并行連接開關(guān)控制該模塊與Cyclone EP 1 C6Q24017器件間的連接狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)中的母線電容大數(shù)據(jù)滿足調(diào)頻盲卷積原理的調(diào)用條件時(shí)，對(duì)系統(tǒng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行長久存儲(chǔ)處理。

電源擴(kuò)展插座是系統(tǒng)中的核心供電單元，滿足3.3 V的額定輸電要求，可以JTAG方式連接多個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)，在輸電控制過程中，通過調(diào)頻盲卷積原理實(shí)現(xiàn)對(duì)Cyclone EP 1 C6Q24017器件的間性供電。

1.2 母線電容大數(shù)據(jù)采集器

母線電容大數(shù)據(jù)采集器作為整體控制系統(tǒng)硬件運(yùn)行環(huán)境的核心處理模塊，可經(jīng)過SPI聚類分頻器對(duì)電容大數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)篩選處理后，與調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)的Cyclone EP 1 C6Q24017器件相連。這種新型的系統(tǒng)搭建方式，在電容大數(shù)據(jù)采集器的基礎(chǔ)上，增設(shè)了兩個(gè)輔助移位寄存器設(shè)備。其中，一個(gè)設(shè)備可同時(shí)接收Cyclone EP 1 C6Q24017器件和SPI聚類分頻器中的電容大數(shù)據(jù)，另一個(gè)設(shè)備在原始移位寄存器的基礎(chǔ)上，對(duì)母線電容大數(shù)據(jù)進(jìn)行線性整合，并將這些數(shù)據(jù)按照符合調(diào)頻盲卷積抓取規(guī)則的排列順序，傳輸至母線電容大數(shù)據(jù)采集器中?？刂萍拇嫫髯鳛榇髷?shù)據(jù)采集器的直屬下級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠以從機(jī)選擇的方式判斷上級(jí)結(jié)構(gòu)中電容大數(shù)據(jù)的連接屬性是否滿足線性調(diào)頻盲卷積原理，并在電源擴(kuò)展插座保持額定工作限度的條件下，將這些電力大數(shù)據(jù)以IRO信息流的形式傳輸至Avalon總線接口。該接口是系統(tǒng)大數(shù)據(jù)采集器、均衡控制器間的唯一信息傳輸途徑。圖3反應(yīng)了母線電容大數(shù)據(jù)采集器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。

圖3 母線電容大數(shù)據(jù)采集器結(jié)構(gòu)圖

1.3 均衡控制器設(shè)計(jì)

均衡控制器作為硬件運(yùn)行環(huán)境的末尾模塊，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行的電容大數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理。SDRAM芯片作為該模塊的核心搭建設(shè)備，可以通過調(diào)節(jié)電力大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的方式，來滿足線性調(diào)頻盲卷積原理約束下的系統(tǒng)聚類代碼空間。Avalon總線接口是均衡控制器與外界系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的唯一交流通道，可以在PC傳輸標(biāo)準(zhǔn)的約束下，直接獲取SDRAM芯片中的電容數(shù)據(jù)，并利用線性調(diào)頻盲卷積原理對(duì)系統(tǒng)中的聚類指令進(jìn)行調(diào)節(jié)分析。SDRAM芯片與Flash存儲(chǔ)器中記憶單元具備相似的物理性質(zhì)，可通過Flash存儲(chǔ)器的I/O引腳與Avalon總線接口相連，并在保持持續(xù)連接的狀態(tài)下，控制數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的傳輸速率。電容數(shù)據(jù)從Avalon總線接口到SDRAM芯片的傳輸過程中，始終遵循線性調(diào)頻盲卷積原理，且在聚類控制指令的促進(jìn)下，均衡控制器始終能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，圖4反應(yīng)了系統(tǒng)均衡控制器的詳細(xì)搭建原理。

圖4 均衡控制器搭建原理詳解圖

通過對(duì)各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為其軟件設(shè)計(jì)部分打下基礎(chǔ)，能夠清晰的看出每個(gè)部件之間相互關(guān)系，有助于更深入的研究級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)基本流程。

2 軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)硬件運(yùn)行環(huán)境的基礎(chǔ)上，通過線性聚類控制程序設(shè)計(jì)、調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植、電力電容數(shù)據(jù)循環(huán)路徑規(guī)劃三個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，完軟件運(yùn)行環(huán)境搭建，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

2.1 線性聚類控制程序設(shè)計(jì)

線性聚類控制程序以SPI映射代碼作為核心編寫原則，且這些代碼程序既能保證電容數(shù)據(jù)的順向傳輸，也能在一定程度上提升線性調(diào)頻盲卷積原理對(duì)系統(tǒng)各執(zhí)行模塊的促進(jìn)作用。當(dāng)相關(guān)執(zhí)行指令從聚類寄存器傳輸至控制寄存器后，DeleteData指令可對(duì)電容數(shù)據(jù)中的穩(wěn)定寄存部分進(jìn)行目標(biāo)定義，并在每一個(gè)已定義數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)后增設(shè)一個(gè).*Node后綴[8-9]。這些標(biāo)記后的電容數(shù)據(jù)在符合線性調(diào)頻盲卷積原理的前提下，可按照InsertData控制原理進(jìn)行重新排列，并隨著數(shù)據(jù)流的走向趨勢(shì)完成對(duì)系統(tǒng)相關(guān)執(zhí)行模塊的運(yùn)行調(diào)節(jié)。這種新型的線性聚類程序搭建方式，既遵循class鏈表語句的調(diào)節(jié)方式，也能在一定程度上體現(xiàn)代碼類程序?qū)﹄娙輸?shù)據(jù)的控制作用。新型系統(tǒng)的線性聚類程序具備多個(gè)可連接的插入節(jié)點(diǎn)，可以通過delptr指令對(duì)電容數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定義，達(dá)到提升程序控制效果的目的。具體線性聚類控制程序的編程代碼如下：

using namespace std；

DeleteData (ptr=List::Head；

GetHeadNode()；

{return List::Head;} .*Node；

InsertDatanewptr->Next=ptr->Next；

void List::DeleteData()；

if (ptr->Data==d && ptr==List::Head)；

else if (ptr->Next->Data==d；

return Antitone Show List()；

List::Unite2List(Node *lit)；

2.2 調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植

調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植是系統(tǒng)軟件運(yùn)行環(huán)境的搭建基礎(chǔ)。ARP協(xié)議棧、ICMP協(xié)議棧、UDP協(xié)議棧、BOOTP協(xié)議棧是幾種常見的調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不同，新型系統(tǒng)在協(xié)調(diào)上述幾種協(xié)議棧MAC地址的基礎(chǔ)上，利用PIO控制器調(diào)節(jié)相關(guān)協(xié)議棧間電力大數(shù)據(jù)的傳輸方式。當(dāng)電容數(shù)據(jù)可以在聚類控制系統(tǒng)的輸出通道內(nèi)保持長時(shí)間的順位連接狀態(tài)，在以太網(wǎng)接口閉合的情況下，首協(xié)議棧會(huì)自發(fā)與尾協(xié)議棧的物理節(jié)點(diǎn)連接，并將處于傳輸過程中的電容數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，以便協(xié)議棧物理節(jié)點(diǎn)可以在沒有傳輸壓力的情況下，完成關(guān)聯(lián)性拼接，這種自發(fā)的協(xié)議棧連接方式即為調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植。具體移植原理如圖5所示。

圖5 調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植原理解析圖

在對(duì)調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植過程中，首先需要計(jì)算出首協(xié)議棧與尾協(xié)議棧相連接的物理能量，獲取各個(gè)節(jié)點(diǎn)的短時(shí)平均過零率，設(shè)定一定數(shù)量的預(yù)加重濾波器，對(duì)各協(xié)議相連所得能量進(jìn)行預(yù)加重濾波，獲取協(xié)議棧移植的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性，并進(jìn)行相比較，提取協(xié)議棧移植的特征向量，以該向量為依據(jù)完成對(duì)調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植準(zhǔn)確性對(duì)比中的能量過濾。具體的步驟如下詳述：

假設(shè)，由Yn代表節(jié)點(diǎn)通過零值次數(shù)，A代表每段能量值，則利用式(1)獲取各個(gè)短時(shí)平均過零率：

(1)

在上式中，z(n)代表高斯信號(hào)干擾，ω(m-n)代表高斯變量的峭度，zw代表節(jié)點(diǎn)的短時(shí)能量，n-1代表非高斯變量的峭度。

假設(shè)，由L代表對(duì)協(xié)議棧進(jìn)行傅里葉變換得到其功率譜，Pn(m)代表的一定數(shù)量的濾波器在各離散頻率點(diǎn)。

則利用式(2)給出一個(gè)預(yù)加重濾波器，對(duì)各協(xié)議相連所得能量進(jìn)行預(yù)加重濾波：

(2)

式中，LM代表自然對(duì)數(shù)，H(z)代表傳遞函數(shù)。

依據(jù)以上闡述，利用式(3)獲取協(xié)議棧移植的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性，并進(jìn)行相比較，提取協(xié)議棧移植的特征向量：

(3)

式中，(Φ)代表電容波動(dòng)的MFCC參數(shù)。

以上方法可以說明，調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧移植過程原理，利用該原理完成了對(duì)調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧準(zhǔn)確性移植。

2.3 實(shí)現(xiàn)基于循環(huán)路徑規(guī)劃的母線電容波動(dòng)均衡控制

電容數(shù)據(jù)循環(huán)路徑以盲卷積開發(fā)平臺(tái)搭建作為起始環(huán)節(jié)，且在該平臺(tái)的支持下，電容數(shù)據(jù)可以在采集器、均衡控制器之間進(jìn)行線性傳輸[10]。當(dāng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫完成母線電容數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)采集后，Avalon總線接口的數(shù)據(jù)傳輸壓力得到有效緩解，線性聚類控制程序會(huì)在判斷調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧中數(shù)據(jù)指令周期的同時(shí)，構(gòu)建全新的class鏈表，并通過調(diào)節(jié)其中基本傳輸語句的手段，統(tǒng)計(jì)電力大數(shù)據(jù)的連接方式。PIO控制器作為調(diào)頻盲卷積協(xié)議棧約束傳輸功能的唯一執(zhí)行者，可在滿足系統(tǒng)運(yùn)行條件的前提下，暫存所有電容數(shù)據(jù)，并在每一個(gè)數(shù)據(jù)運(yùn)行周期的末尾，將這些數(shù)據(jù)全部傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫做長期存儲(chǔ)處理。通過這樣的數(shù)據(jù)處理方式，既能保證系統(tǒng)聚類控制指令的有效傳輸，也能使系統(tǒng)中的運(yùn)行母線電容數(shù)據(jù)始終處于有效補(bǔ)償狀態(tài)。整合上述操作原理，完成循環(huán)路徑的級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)構(gòu)建，具體數(shù)據(jù)循環(huán)路徑如圖6所示。

圖6 母線電容大數(shù)據(jù)循環(huán)路徑圖

明確基本工作流程，可對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行可行性分析，結(jié)合硬件及軟件設(shè)計(jì)部分，進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的實(shí)用性價(jià)值，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試性能。設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。以兩臺(tái)配置調(diào)頻盲卷積開發(fā)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其中實(shí)驗(yàn)組計(jì)算機(jī)搭載本文所涉及控制系統(tǒng)，對(duì)照組計(jì)算機(jī)搭載傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。在其它影響因素不變的前提下，應(yīng)用控制變量法，分別記錄在相同實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，使用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的具體變化趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)條件為：電機(jī)額定功率2.2 kw，直流母線電壓200 V，額定轉(zhuǎn)速為1 430 r·min-1，額定電壓380 V，額定電流為4.9 A，逆變器開關(guān)頻率10 kHz，C1=C2=1 410 μF。

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)環(huán)境穩(wěn)定不變的前提下，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較高真實(shí)性，可按照下表對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置表

表1中,EMT參數(shù)代表實(shí)驗(yàn)時(shí)間、TDW參數(shù)代表時(shí)域調(diào)頻波長、TWP參數(shù)代表時(shí)域波形控制參數(shù)、TCL參數(shù)代表時(shí)域控制極限、WFD參數(shù)代表頻域調(diào)頻波長、FWP參數(shù)代表頻域波形控制參數(shù)、FDL參數(shù)代表頻域控制極限，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組實(shí)驗(yàn)參數(shù)始終保持一致。

3.1 級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)控制有效性對(duì)比

在以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置的條件下，對(duì)級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)情況進(jìn)行控制，不同方法的具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 電容波形測(cè)試結(jié)果對(duì)比

由圖7可知，未使用任何均衡控制方法的電容波形波動(dòng)幅度較大，利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行均衡控制后，其波形波動(dòng)相對(duì)較小，但整體幅度未變。而使用本文所提的均衡控制方法，其波動(dòng)均衡度較高，且母線電容幅度范圍可控制在1 600～1 700 μF內(nèi)，證明所提方法的有效性較高。

為避免突發(fā)性事件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性的影響，在時(shí)域調(diào)頻波長為6.78×10-9μm、時(shí)域波形控制參數(shù)為0.74、仿真波處于橫向延展的條件下，以75 min作為實(shí)驗(yàn)時(shí)間，分別記錄應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性的變化趨勢(shì)；在時(shí)域調(diào)頻波長為6.78×10-9μm、時(shí)域波形控制參數(shù)為0.68、仿真波處于縱向延展的條件下，以75 min作為實(shí)驗(yàn)時(shí)間，分別記錄應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性的變化趨勢(shì)。具體實(shí)驗(yàn)對(duì)比情況如圖8、圖9所示。

圖8 時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性對(duì)比表(橫向)

對(duì)比表1、圖8可知，在時(shí)域調(diào)頻波長為6.78×10-9μm、時(shí)域波形控制參數(shù)為0.74、仿真波處于橫向延展的條件下，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組聚類控制系統(tǒng)后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性呈現(xiàn)上升、穩(wěn)定、上升、穩(wěn)定、下降的變化趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間處于65～70 min之間時(shí)，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性達(dá)到最大值68.4%，與最小值間的差值為8.1%，與目標(biāo)極限值相比上升了0.5%；應(yīng)用對(duì)照組聚類控制方法后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性呈現(xiàn)先階梯狀上升、再下降的變化趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間處于25～45 min之間時(shí)，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性達(dá)到最大值40.7%，與最小值間的差值為13.5%，與目標(biāo)極限值相比下降了27.2%，遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)組。綜上可知，在仿真波處于橫向延展的條件下，應(yīng)用基于線性調(diào)頻盲卷積電力大數(shù)據(jù)聚類控制系統(tǒng)可將時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性提升27.7%。

圖9 時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性對(duì)比(縱向)

對(duì)比表1、圖9可知，在時(shí)域調(diào)頻波長為6.78×10-9μm、時(shí)域波形控制參數(shù)為0.68、仿真波處于縱向延展的條件下，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組聚類控制系統(tǒng)后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性呈現(xiàn)先下降、再上升的變化趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為75 min時(shí)，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性達(dá)到最大值71.9%，與最小值間的差值為9.5%，與目標(biāo)極限值相比上升了0.6%；應(yīng)用對(duì)照組聚類控制方法后，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性呈現(xiàn)上升、穩(wěn)定、下降的變化趨勢(shì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間處于35～50 min之間時(shí)，時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性達(dá)到最大值42.5%，與最小值間的差值為2.0%，與目標(biāo)極限值相比下降了28.8%，遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)組。綜上可知，在仿真波處于縱向延展的條件下，應(yīng)用基于線性調(diào)頻盲卷積電力大數(shù)據(jù)聚類控制系統(tǒng)可將時(shí)域調(diào)頻波仿真波形控制有效性提升29.4%。

3.3 頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性對(duì)比

為避免突發(fā)性事件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性的影響，本次實(shí)驗(yàn)分為兩部分進(jìn)行。在頻域調(diào)頻波長為7.32×10-9μm、頻域波形控制參數(shù)為0.96、仿真波處于橫向延展的條件下，以75 min作為實(shí)驗(yàn)時(shí)間，分別記錄應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性的變化趨勢(shì)；在頻域調(diào)頻波長為7.32×10-9μm、頻域波形控制參數(shù)為0.81、仿真波處于縱向延展的條件下，以75 min作為實(shí)驗(yàn)時(shí)間，分別記錄應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性的變化趨勢(shì)。具體實(shí)驗(yàn)對(duì)比情況如圖10所示。

圖10 頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性對(duì)比圖

分析圖10可知，在頻域調(diào)頻波長為7.32×10-9μm、頻域波形控制參數(shù)為0.96、仿真波處于橫向延展的條件下，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性在實(shí)驗(yàn)時(shí)間處于60～75 min之間時(shí)，達(dá)到最大值73.5%，與上限數(shù)值相比上升了3.1%；應(yīng)用對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性在實(shí)驗(yàn)時(shí)間在30～45 min之間時(shí)，達(dá)到最大值31.6%，與上限數(shù)值相比下降了38.8%，遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)組。在頻域調(diào)頻波長為7.32×10-9μm、頻域波形控制參數(shù)為0.81、仿真波處于縱向延展的條件下，隨時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性在實(shí)驗(yàn)時(shí)間為45 min時(shí)，達(dá)到最大值75.8%，與上限數(shù)值相比上升了3.1%，應(yīng)用對(duì)照組聚類控制系統(tǒng)后，頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性也在實(shí)驗(yàn)時(shí)間為45 min時(shí)，達(dá)到最大值40.7%，與上限數(shù)值相比下降了32.0%，遠(yuǎn)低于實(shí)驗(yàn)組。綜上可知，在仿真波處于橫向延展的條件下，應(yīng)用基于線性調(diào)頻盲卷積電力大數(shù)據(jù)聚類控制系統(tǒng)可將頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性提升41.9%；在仿真波處于縱向延展的條件下，應(yīng)用基于線性調(diào)頻盲卷積電力大數(shù)據(jù)聚類控制系統(tǒng)可將頻域調(diào)頻波仿真波形控制有效性提升35.1%。

4 結(jié)束語

基于循環(huán)路徑的級(jí)聯(lián)多電平逆變器母線電容波動(dòng)均衡控制系統(tǒng)以采集器、控制器直接相連的方式，完成硬件運(yùn)行環(huán)境搭建，并通過協(xié)議棧移植、代碼編程相融合的手段，為母線電容數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)的循環(huán)路徑。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，大幅度降低了由數(shù)據(jù)計(jì)算而產(chǎn)生的控制偏差，從實(shí)用性方面使系統(tǒng)的應(yīng)用可信程度得到大幅提升，具備較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。