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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120566566B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510685567.5，技术领域涉及：H02J3/38；该发明授权基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法是由张兴;张茜;李明;肖宇;常永康设计研发完成，并于2025-05-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法，属于电力电子与智能电网技术领域。该方法包括采样，采用分数阶电感和分数阶电容构建基于分数阶滤波器的电力弹簧电路，通过双阶段优化方法、以谐振抑制、输出电压纹波最小化为目标得到α、β的最佳组合，结合模糊分数阶PIλDμ控制在复杂工况下具有强鲁棒性。仿真表明，该方法可避免谐振尖峰，减小输出电压纹波，具有强鲁棒性。本发明有效解决了电力弹簧系统的关键技术瓶颈，特别适用于微电网和精密仪器供电等高要求场景，为智能电网建设提供了新的技术支撑。

本发明授权基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分数阶滤波器的电力弹簧电路的优化方法，所述优化方法涉及的电力系统的拓扑结构包括单相电力弹簧、非关键负载、关键负载、线路阻抗和可再生能源微电网，其中，所述单相电力弹簧的拓扑结构包括直流侧电源、主逆变器和分数阶滤波器，所述分数阶滤波器包括分数阶滤波电感和分数阶滤波电容；其特征在于，所述优化方法是对分数阶滤波电感的阶数和分数阶滤波电容的阶数的优化，具体步骤如下： 步骤1，对以下参数进行采样：直流侧电压，非关键负载的阻抗，关键负载的阻抗，关键负载两端的电压并记为关键负载电压，线路阻抗，可再生能源发电并网点电压，分数阶滤波电感的电感值，分数阶滤波电感电流，分数阶滤波电容的电容值，分数阶滤波电容两端的电压并记为分数阶滤波电容电压，其中，为分数阶滤波电感的阶数且满足，为分数阶滤波电容的阶数且满足； 步骤2，根据分数阶微积分理论，结合基尔霍夫电压及电流定律，建立单相电力弹簧的分数阶数学模型； 式中，为分数阶滤波电感电流取阶数为分数阶滤波电感阶数的分数阶微分形式，为分数阶滤波电容电压取阶数为分数阶滤波电容阶数的分数阶微分形式，为主逆变器中功率开关管的开关函数，当时，取，当时，取，其中，为开关周期，为运行时间，为占空比； 步骤3，基于单相电力弹簧的分数阶数学模型，对分数阶滤波电感的阶数和分数阶滤波电容的阶数进行两轮优化：第一轮以谐振抑制为目标，第二轮以分数阶电力弹簧输出纹波电压△最小化为目标，最终得到最佳阶次组合的配置范围； 步骤3的实现过程如下： 步骤3.1，基于分数阶微积分理论，建立分数阶滤波器的频域数学模型，其表达式为： 式中，表示虚数单位，满足，为角频率，为分数阶滤波器的频域函数； 步骤3.2，根据分数阶滤波器的频域数学模型，以系统频率为横坐标，相位、幅值为纵坐标，绘制出多种阶次组合下分数阶滤波器的相频特性曲线和幅频特性曲线，得到阶次组合+=2时才存在的谐振尖峰；进行分数阶滤波电感的阶数和分数阶滤波电容的阶数的初次配置，使阶次组合+≠2，以避免谐振尖峰； 步骤3.3，根据分数阶滤波器的频域数学模型，得到分数阶滤波器的转折频率，其表达式为： 将＜和＞的频率范围分别定义为低频段和高频段；低频段的对数幅频特性渐近线衰减斜率变化范围为，高频段对数幅频特性的渐近线衰减斜率变化范围为，分数阶阶次越高，渐近线衰减斜率越大，滤波器对谐波的衰减能力越强，但同时也可能引入额外的相位延迟，综合考虑分数滤波器的谐波衰减能力、相位延迟和谐振尖峰的避免，确定第一轮优化的阶次组合配置范围； 步骤3.4，对步骤2建立的单相电力弹簧的分数阶数学模型进行Laplace变换和反Laplace变换，计算得到分数阶电力弹簧输出纹波电压△，其计算式为： 式中，Dk为第k个开关周期占空比，为Gamma函数； 步骤3.5，以分数阶电力弹簧输出纹波电压△最小化为优化目标，通过MATLAB能够识别的基于粒子群算法的程序，对第一轮优化的阶次组合配置范围进行运算，得到最佳阶次组合的配置范围； 步骤4，基于最佳阶次组合，采用模糊分数阶PIλDμ控制提升电力系统在复杂工况下的适应性，以在复杂工况下稳定关键负载电压； 步骤4的实现过程如下： 步骤4.1，根据数值寻优算法设计最优分数阶PIλDμ控制器参数，其中，分数阶PIλDμ控制器函数Gvs的表达式为： 式中，为比例系数，为积分系数，为微分系数；为分数阶积分算子，为分数阶微分算子，为积分阶次，为微分阶次； 步骤4.2，将步骤4.1得到的最优分数阶PIλDμ控制器参数作为模糊分数阶PIλDμ控制器的初值，结合根据模糊推理规则表建立的S-函数，实现模糊分数阶PIλDμ控制，以在复杂工况下稳定关键负载电压。

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