基于粒子群算法的无源滤波器多目标优化设计

1、软件2011年第32卷 第12期Software国际IT传媒品牌算法与计算复杂性基于粒子群算法的无源滤波器多目标优化设计顾艳梅戴新宇周红生（徐州师范大学 物理与电子工程学院，徐州221116）摘要：针对无源滤波器参数优化问题，将无源滤波器的最小费用、谐波电压畸变率、谐波电流残留率、以及无功功率补偿容量作为设计的优化目标，改进了传统的粒子群算法，引用惩罚函数将问题转化为无约束优化问题。本设计算法是采用改进多目标粒子群优化算法与惩罚函数相结合的算法为无源滤波器参数优化设计提供了一种新的优化方法。关键词：无源滤波器，惩罚函数，粒子群算法，多目标优化中图分类号：TP311; TN957文献标识码：AD

2、OI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.12.020Multi-objective Optimization Design of Passive Filter Based on ParticleSwarm AlgorithmGU Yan-mei, DAI xin-yu, ZHOU Hong-sheng(Xuzhou Normal University, Physical and Electronic Engineering Institute, Xuzhou 221116)aiming at the passive filter parameters optimiz

3、ation problem, and will be passive filter with the minimum cost, harmonic 【Abstract】voltage distortion rate, harmonic current retention rate, and reactive power compensation capacity of the design of optimized objectives as, improvement of traditional particle swarm algorithm, citing the penalty fun

4、ction will problem into unconstrained optimization problems. The design of the improved algorithm is more target the particle swarm optimization algorithm combining with the penalty function algorithm for passive filter parameters optimization design provides a new optimization method.passive filter

5、, the penalty function, particle swarm algorithm, the multi-objective optimization【Key words】0 引言电能是当今世界上应用最为普遍的能源方式，近年来电网中的谐波污染日趋严重。导致电能质量下降的主要原因之一是电压和电流波形畸变，包括电压的瞬时过压，谐波畸变，电压闪变，各相电压不平衡，无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等原因。经过各种谐波抑制的办法尝试，及从成本价格考虑，无源滤波器是当前致力谐波的主要手段。在谐波的治理方法中采用无源滤波装置是一个非常普遍和经济的方法。因此，对无源滤波器的参数进行优

6、化设计非常重要。单目标参数优化设计主要针对滤波器的某一项技术指标，采用相应的优化算法求出滤波器参数。单目标参数优化设计已经不能满足技术需求。本文采用粒子群算法与惩罚函数相结合的方法对无源滤波器的参数进行多目标优化设计，较全面地考虑了无源滤波器的最小费用、谐波电压畸变率、谐波电流残留率、以及无功功率补偿容量等设计目标。1无源滤波器设计的数学模型1.1无源滤波器参数优化的多目标函数(1)装设无源滤波器的费用目标函数为Fmin， 63 软件（您的文章得到院士的关注）(4)装设无源滤波器后，不能使系统出现无功功率过补偿现象，又要使系统的功率因数接近1，即： 64 软件（您的文章得到院士的关注）H3Ci

7、nt e0/0H3C-Ethernet0/0nat outbound 3000 (配置基于接口的地址转换)H3C-Ethernet0/0 nat server protocol tcp global 10 www inside 00 www (配置将私网则服务器和公网地址做一对一的映射绑定)在NAT设备上通过NAT地址转换和NAT SERVER技术，实现私网则用户用公网地址访问私网则服务器时要注意，NAT地址转换是针对输出方向的数据包源地址进行转换；NAT SERVER是针对输入方向的数据包的目的地址进行替换，这两种技术应用到NAT设备的不同接口所产生的

8、结果是完全不一样的，比如把NAT SERVERR技术应用到公网则的E0/1时，由于NAT SERVER这种技术是针对输入方向的数据包做映射的，所以数据包的源地址根本不会替换；而在内网接口E0/0只做NAT SERVER，不做NAT地址转换时，数据包的目的地址会替换，而源地址没有做转换，私网服务器收到这个数据包后进行响应时，源和目的地址都是私网地址，私网则服务器直接把响应请求发给了私网则的HOST A，HOST A收到这个响应请求的数据包直接给丢弃了，因为在此之前HOST A并没有直接给私网则的服务器SERVER发过请求。所以想实现私网则用户用公网地址访问私网则服务器，要同时在NAT设备的内网接

9、口E0/0上实现这两种技术。同时在NAT设备连接公网的接口E0/1上也做NAT地址转换和NAT SERVER映射又可以实现公网用户通过公网地址访问私网则的服务器，这样不管是公网用户还是私网用户都是通过陶志勇 等：基于地址映射的网络安全策略研究公网地址来访问私网侧内的服务器，没有把私网侧的服务器地址直接曝露给用户，加强了网络的安全性和健壮性。3结语基于NAT的技术对它的原理深入了解后，灵活的应用到网络当中，通过隐藏私网服务器的实际IP地址，不但可以加强网络中公网则网络的可靠性，同时还可以加强私网则网络的可靠性。参考文献1 彭湘凯. NAT技术及其在网络安全中的应用J.四川师范大学学报(自然科学版

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11、江. 地址翻译协议NAT-PT的研究D. 安徽:合肥工业大学,2008.8 孔德生. NAT-PT中DNS报文转换的研究和实现D. 北京:北京交通大学,2008.9 胡道元.网络设计师教程M北京：清华大学出版社,2001.刘宗田，刘莹. Web站点安全与防火墙技术M.北京：机械工业10出版社.上接第52页LIU H J, WANG X M. Examples of Database Design A. 2005-2006 Oil Industry New Computer Technology Appli-cation ExchangeC.Beijing: Publishing House o

12、f Oil Indus-try, 2006.358-359. (in Chinese)5 教育部考试中心.全国计算机等级考试四级教程M.北京：教育部考试中心，2010.Ministry of Education Test Center. National ComputerRank Examination Level 4 Tutorial M.Beijing: Ministry of Education Test Center, 2010. 6 周奇.SQL Server 2005数据库基础及应用技术教程与实训M.北京：北京大学出版社，2008.ZHOU Q. SQL Server 2005 D

13、atabase Foundation and Ap-plication Technology Course and Training M.Beijing: Publishing House of Beijing University, 2008.上接第64页同时考虑国家有关标准对系统谐波电压和谐波电流值等约束条件对无源滤波器的参数进行优化设计。粒子群算法与惩罚函数法相结合，可以发挥算法各自的有点。实例证明，该算法具有性能优越，可操作性强，设计的无源滤波器性能较好，有一定的工程应用价值。参考文献1 刘成民.无源滤波器组的综合优化设计J.电网技术，1997,21（11）：49-58.2 汪力，程剑兵，王显强，张伏生.基于多目标粒子群算法的无源电力滤波器优化设计J.电力系统保护与控制，2011,8（39）：51-55.3 周君求，陈凯.基于改进遗传算法的无源滤波器优化设计J.湖南科技学院学报，2008,4（29）：93-96.4 王兆安，杨君，刘进军.