4 PPF设计软件
根据上文提出的算法，开发出无源电力滤波器自动设计软件。软件主要功能和特点如下：
(1) 只须输入基波和谐波参数，直接得到各次谐波滤波器参数；
(2) 根据不同的设计需要，计算的各个参数均可自己输入；
(3) 结果同时给出成本、无功补偿和滤波效果的相对比较值；
(4) 可以在计算过程中停止计算给出当前最优结果供比较；
(5) 全体变量采用动态定义，尤其是大矩阵运算后即刻释放内存，计算速度快，对计算机配置要求低；
(6) 设计结果电容器参数均是国产交流滤波现有的规格；
软件主界面如图2所示。整个软件用Delphi编写，采用模块封装进行染色体适应度值的计算和元器件大小规格的选择。在软件界面上只要输入电网侧的基波信息及谐波参数，软件将给出滤波器的各个参数；同时为了适合不同的设计需要，所有的参数，例如滤波器Q值、阀值函数的参数、迭代次数、元件初始值的范围等均是可自行定义值。这样可以在设计中加入个人的经验因数，同时也避免不必要的计算。在菜单栏里有文件、编辑功能，可以对结果进行保存，比较。同时有工具、帮助等便于初次使用者参考，界面的友好性较好。
5 算法实例
本文以三相可控整流桥为例进行滤波器的设计。实验中，电网短路容量为2.8MVA；整流桥负载为阻感负载，功率因数0.7；晶闸管控制角为60o。由于整流桥采用6脉冲整流，产生较大的5、7次谐波，11、13次谐波也很大。电网侧功率因数达不到要求。为此，设计5、7、11、13次4组单调谐滤波器和一组高通滤波器并联。同时考虑频偏和系统本身参数的变化，滤波器谐振频率比谐波源频率低3%～5%。图3、4是加装滤波器前、后的电网侧相电流的仿真波形。表1、4是加装滤波器前、后的各次主要谐波电流的实际测量值。表2是根据国家标准计算得到的各次谐波的允许值。表3是滤波器的各次实际参数。
从表中可以看出，注入电网的各次主要谐波电流明显降低；电网侧的电压畸变率从15.8%降低为2.2%；功率因数从0.86提高到0.97；滤波的效果比较明显。
6 结论
利用遗传算法全局寻优的特点，从成本、无功补偿和滤波效果三个主要设计指标出发，采用动态ε制约法收索最优结果。并且开发出滤波器设计软件包，同时对无源滤波器损耗和滤波效果的参数进行了校验。仿真实验证明了本文提出的模型和计算方法的正确性。同时，软件包使用方便，给出结果尽量使用元器件现有规格，有较强的实用性。
参考文献
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