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课题来自新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目“小型风力发电系统逆变器拓扑结构优化及控制策略研究”（项目编号2011211A023）。采用遗传编程和键合图结合的方法，结合风力发电系统的要求对逆变器拓扑结构进行优化设计，主要包含滤波电路和逆变电路的进化设计，以及风机逆变器的功率跟踪仿真验证。遗传编程中程序表示为语法树的形式，电路可以用结点分支来进行描述，很容易转化为树状结构，非常适用于电路的进化，可以克服传统依靠经验实验来设计电路的局限性，极大的拓展电路的拓扑搜索空间。而使用键合图作为中介，结合键合图在多能量域复杂系统中的建模优势，将大大扩展遗传编程在其他领域优化设计中的应用。首先研究开关键合图建模表述方法。用SIDOPS+语言建立开关键合图模型（键合图标准库中尚没有现成的开关元件），作为电路拓扑中IGBT功率开关元件。第二，研究遗传编程原理及在电路进化中的应用，搭建遗传编程算法及物理电路仿真平台。采用Matlab M脚本语言编写算法，调用Simpowersystems工具箱函数进行电路仿真，模型的形式变化：符号结构体（树）—键合图模型—网表（Ascii）—物理模型（MDL）。第三，进行滤波电路和逆变电路的进化设计。在进化50代后得到一个由5个IGBT组成的单相五电平拓扑，传统的拓扑获得同样电平数至少需要8个IGBT，大大降低了成本。并进行了损耗分析，同等条件下损耗低于其他拓扑。最后完成风机模型的搭建，功率跟踪算法的编写，将逆变器应用到小型风机模型，使用占空比扰动算法对风机的最大功率进行跟踪，仿真效果较好。遗传编程电路进化要求拓扑搜索算法和电路仿真交叉进行，要求仿真的实时性。同时遗传进化的种群数量非常庞大，如采用并行计算的话效率将大大提高。同时算法程序和电路仿真接口问题会大大影响系统运行的时间。所以遗传电路进化的并行程序设计和算法、物理仿真一体化设计有待进一步研究。