本发明属于电子电力，特别是涉及一种三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法。
背景技术：
1、随着新能源产业蓬勃发展和先进开关器件的开发应用，电力电子技术应用渗透工业制造各个领域，各种功能电能变换装置层出不穷。在电能变换的众多拓扑结构中，双有源桥(double active bridge，dab)变换器因其独特结构和特性从中脱颖而出，其主要特点：有结构对称、能量双向流动、电气隔离、功率密度高、易实现软开关并且易形成链式结构和模块化结构来构成更高的电压等级和容量。广泛应用于：电力电子变压器，电动汽车，直流配电网，充电桩，储能装置和分布式能源发电。
2、近年提升dab变换器整体性能和优化效率成为研究热点之一。效率优化升级主要由三个方面：1、控制调制方法优化，2、先进开关器件应用，3、新型低能耗高频变压器应用。其中控制调制方法的优化得到学者极大关注并且得到迅速发展。dab控制调制方法主要为移相控制，并且由单移相，双重移相发展到三重移相，充分利用dab控制自由度来达到降耗目的。其中三重移相控制虽然控制相对复杂，但拥有三个控制自由度进而能更好进行优化控制达到提升整体效率的目标。
3、对dab进行效率优化需要充分考虑dab的各种损耗，主要包括：1开关器件通态损耗、开通损耗和关断损耗；2、高频变压器与电感的铜耗和铁耗。这些损耗和变换器电感电流有效值、电流应力和回流功率等参数密切相关。电流有效值和开关器件通态损耗以及电感以及高频变压器的铜耗成正相关。电流应力和开断损耗成正相关，电流应力的减少不仅降低器件开断损耗，而且有助于选取容量小的开关器件进而减小变换器体积。目前文献大多针对电流应力、有效值或者回流功率中单一目标的优化，但是单目标优化有其自身局限性。应力单目标优化时其导通损耗未必得到充分优化，所以全局损耗不一定最小；同理有效值优化最优时，其开关损耗不一定最小，因此整体也不是最优。回流功率单目标最优时，虽然其本身与损耗没有直接联系但通过电流应力和有效值来间接反映损耗，此方法过于繁琐且不够直接。
4、虽然目前对dab调制优化已有大量研究并取得很大进步，但是研究中仍存在大量问题，有待进一步的解决和完善。其中在dab建模、工作模式分类和简化等方面取得重大进展，但在优化算法运用和规律总结仍然存在不足。hebala om等对dab建模并准确区分12个工作模式，并利用粒子群算法对各个工作模式进行应力优化并总结优化变量之间规律，但是未能得到全部优化变量间的规律，使得所得优化结果陷于局部最优，有待进一步完善。s.shao等运用图形分析把dab三重移相的5种工作模式简化2种，极大减少优化运算量，并通过复杂数学推导得到全工况优化控制量。但是数学推导过程过于复杂，难以让人清楚理解优化变量间内在规律。在优化算法方面，现有技术多是从时域角度根据推导出电压，电流和功率的时域表达式，但其中应力单目标优化采用kkt方法求解各个模式局部最优解和全局最优解。由于采用此方法必须满足条件是目标函数和约束条件均为凸函数，实际上这些条件难以证明和满足。程红、kundu u等从频域角度推导出dab的电压、电流和功率等的频率表达式在此基础上提出相应优化策略，其函数表达式特别复杂即使降阶只保留基波和特定谐波在优化推导过程仍然很复杂，最终得到全局优化结果也因忽略某些高次谐波使得精度不足。李佳采用线下优化和线上查表的方法。虽然此方法精度高，响应速度快，但是查表法需要预存优化数据，尤其当功率和电压都出现波动时，则需保存大量数据，对实时控制器存储容量和处理速度提出更高要求。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的在于提供一种三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，摆脱查表法需预存大量数据的局限性，避免使用优化结果来拟合优化控制函数表达式带来的复杂过程和精度影响。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，具体包括以下步骤：
3、s1、建立三重移相调制下双有源桥直流变换器不同工作模式输出功率、电流有效值和电流应力模型；
4、s2、基于s1所建立的模型，选出局部最优工作模式；
5、s3、运用双目标遗传算法对筛选出的局部最优工作模式进行多目标优化；
6、s4、比较局部最优工作模式的不同功率段的电流应力最优值和有效值最优值，得到不同功率段全局最优工作模式，确定全功率范围全局优化控制变量关系。
7、进一步的，所述s1种包括12种工作模式。
8、进一步的，所述s2具体为通过双目标遗传算法优化法和图形优化法进行筛选：
9、s201、先对电流有效值和电流应力进行双目标遗传算法优化得到pareto解，然后再对pareto解进行熵权法优化并得到相对最优解，基于最优解筛选相对最优工作模式；
10、s202、利用图形分析法结合s201筛选出的相对最优工作模式选出局部最优工作模式。
11、进一步的，所述s201中，双目标遗传算法和熵权法的优化变量包括原边h桥高电平占空比dy1，副边h桥高电平占空比dy2，两h桥间的外移相角占空比da，电压调整率k；约束条件包括各个工作模式运行范围内变量约束和传输功率约束。
12、进一步的，其特征在于，所述s3具体步骤为：
13、对局部最优工作模式进行双目标优化得到pareto解，再设置不同权重得到三种不同优化目标的优化结果，分析和对比三种优化结果从而确定出每种最优工作模式中不同功率段的优化变量间内在规律和不同优化目标的最优调制控制变量表达式。
14、进一步的，优化目标包括电流应力优化变量、电流有效值优化变量、双目标熵权法优化变量。
15、本发明的有益效果是：本发明并不是直接利用优化结果通过查表法来进行优化控制，摆脱查表法需预存大量数据的局限性，也摒弃了直接用优化结果来拟合优化控制函数表达式繁琐而复杂的过程，能够使得dab在全功率范围内功率或电压波动下实现实时优化控制。本发明对筛选出局部最优工作模式并进行双目标优化得到pareto解，再设置不同权重得到3种不同优化目标的优化结果，根据优化结果解析出各个局部最优工作模式下不同功率段的优化变量间规律，揭示电流有效值优化和电流应力优化在低功率段重合和在高功率段不重合但很接近的规律。
1.三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，所述s1种包括12种工作模式。
3.根据权利要求1所述的三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，所述s2具体为通过双目标遗传算法优化法和图形优化法进行筛选：
4.根据权利要求3所述的三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，其特征在于，所述s201中，双目标遗传算法和熵权法的优化变量包括原边h桥高电平占空比dy1，副边h桥高电平占空比dy2，两h桥间的外移相角占空比da，电压调整率k；约束条件包括各个工作模式运行范围内变量约束和传输功率约束。
5.根据权利要求1、3、4任一项所述的三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，其特征在于，所述s3具体步骤为：
6.根据权利要求5所述的三重移相调制下双有源桥直流变换器效率优化方法，其特征在于，优化目标包括电流应力优化变量、电流有效值优化变量、双目标熵权法优化变量。
