复合谐振型感应电能传输系统分析及参数优化.pdfVIP

第 37卷 第 4期 电 力 系 统 自 动 化 Vo1．37 No．4 2013年 2月 25 日 Automation ofElectricPower Systems Feb．25，2O13 DOI：10．7500／AEPS201203192 复合谐振型感应 电能传输系统分析及参数优化 吕 潇 ，孙 跃，王智慧，赵志斌 (重庆大学 自动化学 院，重庆市 400030) 摘要 ：针对感应电能传输 系统 因互感变化引起传输功率与效率降低的 问题 ，设计 了一种复合谐振 结构 ，并给 出一种改进的遗传算法对该结构进行参数优化 。在分析传统谐振 网络拓扑的基础上，给 出一种复合谐振网络以提 高互感变化时的传输功率与效率特性 。以传输功率和效率最大为 目标 ， 建立 了该结构的非线性规划数学模型，采用非线性单纯体法和混沌初始化混合方法来产生优 良的 初始种群 ，对 目标和约束进行二次归一化后 ，利用可行性规则选择优 良个体，并采用混合变异提 高 算法的全局有哪些信誉好的足球投注网站能力。最终优化结果与实验表明，改进后的算法能较快地找到全局最优参数 ，且参 数结果优 良，在互感大范围变化时能保持较 高的传输功率及效率。 关键词：复合谐振 ；感应 电能传输 ；参数优化 ；功率传输特性；效率特性 ；遗传算法；混合初始化 0 引言 的求导 ]，一次只能针对一个参数寻优 ，而 IPT 系 统是一个多参数 、多约束的非线性系统 ，考虑利用遗 感应电能传输 (inductivepowertransfer，IPT) 传算法的并行性对系统进行全局优化 。 技术是基于法拉第 电磁感应原理 ，利用 高频 电磁场 本文首先分析了传统 IPT系统 的谐振结构 的 实现电能在完全 电气绝缘 的电源系统和可移动负载 功率传输特性与效率特性 ，综合各种谐振结构的优 间无线传输 的一种新型 电能接入技术 ，是未来无线 势，设计了一种新型复合谐振网络 ，分析了其功率传 供 电的关键技术 ，受到了广泛关注ll。]。 输特性与效率特性 ，并基于该结构的非线性规划数 作为一种供 电方式 ，在大部分情况下 ，各种负载 学模型给出一种改进的遗传算法参数优化方法 。 (尤其是移动性负载)对位置偏移的随机性很大 ，位 置变化即系统互感参数的变化 ，将导致 系统原边 的 1 传统 IPT系统特性分析 阻抗变化 ，从而改变系统的固有谐振频率 ，进而大大 1．1 传统 IPT系统功率传输特性 降低了传输效率和传输功率 。因此 ，必须解决当互 传统 IPT系统通常为单级谐振网络 ，根据原边 感参数在较大范 围内变化 时系统 的传输 功率及效 及副边的谐振类型可分为 PP(并联一并联)、PS(并 率 ，以保证系统具有高效的空间 自由度 。 联一串联)、SP(串联 并联)、SS(串联 串联)4种类 文献E2]基于传统谐振结构，通过开关电容的方 型。利用互感模 型可得 PS和 SP结 构传输功 式改变谐振频率来保证互感变化时传输功率 的稳定