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電力系統(tǒng)中新型智能協(xié)調(diào)控制器的研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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電氣工程與自動(dòng)化 |
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關(guān)鍵詞
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同步發(fā)電機(jī)|勵(lì)磁控制|模糊控制|線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器|雙模糊勵(lì)磁控制器|協(xié)調(diào)模糊控制器 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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發(fā)布時(shí)間
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2013-02-01 16:04:00 |
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1 |
| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內(nèi)容簡介：
電力系統(tǒng)中新型智能協(xié)調(diào)控制器的研究，共68頁，26293字。
前言
電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題是電力系統(tǒng)的根本問題。隨著快速勵(lì)磁系統(tǒng)的引入，在提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性和電壓質(zhì)量的同時(shí)，電力系統(tǒng)振蕩失穩(wěn)問題也變得顯著了。隨著電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的加快和電力市場(chǎng)的引入，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大；運(yùn)行越來越接近于臨界點(diǎn)，使電力系統(tǒng)的振蕩問題越來越引起注目。
為了提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，在電力系統(tǒng)中廣泛采用了數(shù)字式、高增益、高強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的快速勵(lì)磁系統(tǒng)，它使勵(lì)磁系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)大為減小。但是由于勵(lì)磁系統(tǒng)存在慣性，隨著勵(lì)磁調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)的增加，與轉(zhuǎn)子機(jī)械振蕩向?qū)?yīng)的特征根的實(shí)部數(shù)值將由負(fù)值逐漸上升，而當(dāng)放大倍數(shù)變大，實(shí)部將由負(fù)變正，從而產(chǎn)生等幅振蕩。同時(shí)，這些快速勵(lì)磁系統(tǒng)可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的變化作出快速反應(yīng)，從而對(duì)其進(jìn)行靈敏快速的調(diào)節(jié)控制。從控制方面來看，過于靈敏的調(diào)節(jié)，會(huì)對(duì)較小的擾動(dòng)作出過大的反應(yīng)。而這些過大的反應(yīng)將對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行超出要求的調(diào)節(jié)，這些調(diào)節(jié)又會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成進(jìn)一步的擾動(dòng)。如此循環(huán)反復(fù)，勢(shì)必造成系統(tǒng)的振蕩。目前實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行情況也證明，在系統(tǒng)中使用快速勵(lì)磁系統(tǒng)之后，系統(tǒng)的低頻振蕩問題已日益突出。
運(yùn)用只反應(yīng)電壓偏差的常規(guī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是無法解決這些問題的，為了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抑制低頻振蕩，一般安裝附加勵(lì)磁控制，就是通常所說的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器�，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，它在平息系統(tǒng)的低頻振蕩、提高小干擾穩(wěn)定功率極限方面確已起到良好的作用。
但是，這種參數(shù)固定的PSS是在系統(tǒng)某一典型運(yùn)行方式及工況下進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式及工況改變時(shí)，PSS不能適應(yīng)這種變化，其作用將被削弱。
20世紀(jì)90年代研究人員開始嘗試把模糊邏輯，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等各種智能方法用于PSS的研究。模糊控制方法不需受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，將模糊控制應(yīng)用于PSS設(shè)計(jì)，為PSS的設(shè)計(jì)開辟了新的領(lǐng)域。
本論文探討了基于模糊的三種協(xié)調(diào)控制策略。在一定程度上解決了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。
目錄
前言 0
目錄 1
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒論 1
1.1本課題的研究背景及研究意義 1
1.2勵(lì)磁控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 2
1.2.1勵(lì)磁控制系統(tǒng)的研究歷史 2
1.2.2勵(lì)磁控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3本課題的研究目標(biāo)及研究內(nèi)容 4
1.4國內(nèi)外勵(lì)磁控制器的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù) 4
第2章 原動(dòng)機(jī)的簡要介紹 7
2.1原動(dòng)機(jī)的分類及選擇 7
2.2 Matlab中兩種原動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 7
第3章 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 9
3.1 勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 9
3.1.1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)基本假定 9
3.1.2 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模 10
3.2 系統(tǒng)元傳遞函數(shù) 13
3.2.1 同步發(fā)電機(jī) 13
3.2.2 電壓測(cè)量單元 14
3.3 本章小結(jié) 14
第4章 模糊控制的基本理論 15
4.1 模糊控制的特點(diǎn) 15
4.1.1 模糊控制的提出 15
4.1.2 模糊控制的特點(diǎn) 16
4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì) 16
4.2.1 模糊控制器的基本組成 17
4.2.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)流程 18
4.3 模糊控制的局限性 19
4.4 本章小結(jié) 19
第5章 基于模糊的三種協(xié)調(diào)控制方案的simulink建模 20
5.1 MATLAB\SIMULINK\FUZZY LOGIC的介紹 20
5.2 三種協(xié)調(diào)控制策略的方案論證 21
5.3基于傳遞函數(shù)的勵(lì)磁與汽門協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì)（方案一） 22
5.3.1發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁與汽門協(xié)調(diào)控制器的結(jié)構(gòu) 22
5.3.2 協(xié)調(diào)控制器的模糊推理規(guī)則 23
5.3.3 雙模糊協(xié)調(diào)勵(lì)磁控制器的設(shè)計(jì) 25
5.4勵(lì)磁系統(tǒng)與原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的雙模糊協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)（方案二） 26
5.4.1雙模糊協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì) 26
5.4.2 協(xié)調(diào)控制器的模糊推理規(guī)則 26
5.4.3 雙模糊協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì) 29
5.5 協(xié)調(diào)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)（方案三） 29
5.5.1模糊穩(wěn)定器的設(shè)計(jì) 31
5.5.2 PSS2B型線性穩(wěn)定器的設(shè)計(jì) 34
5.5.3模糊協(xié)調(diào)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)（方案三） 35
5.6 本章小結(jié) 37
第6章 三種設(shè)計(jì)方案的仿真結(jié)果研究及分析 38
6.1基于傳遞函數(shù)的勵(lì)磁與汽門協(xié)調(diào)控制器的設(shè)計(jì)（方案一）的仿真結(jié)果分析 38
6.1.1 系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析 39
6.2勵(lì)磁系統(tǒng)與原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的雙模糊協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)（方案二）的仿真結(jié)果分析 40
6.2.1系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析 42
6.3模糊協(xié)調(diào)穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)（方案三） 42
6.3.1暫態(tài)穩(wěn)定性分析 43
6.3.2對(duì)比分析不同穩(wěn)定器的穩(wěn)定調(diào)節(jié)作用 44
6.4 本章小結(jié) 47
第7章 總結(jié)與展望 48
致 謝 49
參考文獻(xiàn) 50
附錄 52
摘要
隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量和電網(wǎng)規(guī)模的增大，發(fā)電機(jī)組及電力系統(tǒng)對(duì)勵(lì)磁控制在可靠性和動(dòng)態(tài)品質(zhì)等方面提出了越來越高的要求。在日益復(fù)雜的被控過程面前，由于不可能得到過程的精確數(shù)學(xué)模型，傳統(tǒng)的基于精確模型的常規(guī)PID控制已不能滿足系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)運(yùn)行性能要求。
為了克服以上這個(gè)缺點(diǎn)，國內(nèi)外學(xué)者將模糊控制引入進(jìn)來，揚(yáng)長避短，研究出了多種模糊勵(lì)磁控制器。但一般模糊控制器各參數(shù)一旦確定后就無法改變。
本文分析了同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制規(guī)律的發(fā)展現(xiàn)狀，在系統(tǒng)地研究模糊控制理論，針對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)被控對(duì)象的非線性以及時(shí)變性，提出了一種將模糊控制與線性最優(yōu)控制相結(jié)合的模糊勵(lì)磁控制策略，并設(shè)計(jì)了模糊勵(lì)磁控制器。該控制器融合了模糊控制與線性最優(yōu)控制的各自優(yōu)點(diǎn)，既保持了線性最優(yōu)控制暫態(tài)穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，又充分發(fā)揮了模糊控制靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)。接著通過深入研究模糊控制理論，設(shè)計(jì)出了一種新型的雙模糊勵(lì)磁控制器和協(xié)調(diào)模糊勵(lì)磁控制器，通過采用MATLAB仿真軟件對(duì)以上各種控制器進(jìn)行建模，并對(duì)系統(tǒng)在參數(shù)發(fā)生改變以及遭受干擾的情況下進(jìn)行了大量的仿真對(duì)比。仿真結(jié)果表明：本文所設(shè)計(jì)的雙模糊勵(lì)磁控制器較常規(guī)的勵(lì)磁控制器具有更好的控制效果。
關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁控制，模糊控制，線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器，雙模糊勵(lì)磁控制器，協(xié)調(diào)模糊控制器
ABSTRACT
With the generator unit capacity and the grid size increases, the generator excitation control and power system reliability and dynamic qualities, and higher and higher requirements. Controlled process in the face of increasingly complex, because it could not get accurate mathematical model of the process, the traditional model based on precise conventional PID control system can not meet the performance requirements of dynamic and static operation
To overcome the above shortcomings, the introduction of domestic and foreign scholars will come in fuzzy control, and avoid weaknesses and come up with a variety of fuzzy excitation controller. However, once the general parameters of fuzzy controller can not change after determining.
This paper analyzes the synchronous generator excitation current development control law, the systematic study of fuzzy control theory, synchronous generator excitation control system for the controlled object and the time-varying nonlinear, a fuzzy control and linear best Fuzzy combination of excellent control of excitation control strategy, and design of the fuzzy excitation controller. The controller combines fuzzy control and linear optimal control of the respective advantages of linear optimal control while maintaining the characteristics of transient stability, but also give full play to the fuzzy control flexibility, adaptability, robustness and good advantages. Then, through in-depth research on fuzzy control theory to design a new type of dual fuzzy excitation controller, through the use of MATLAB simulation software to model all of these controllers, and system change in the parameters and circumstances interference with a large number of simulation comparison. Simulation results show that: the design of this fuzzy excitation controller than the conventional dual-excitation controller has better control performance and control performance and robustness.
Keywords: Synehronous generato, variableuniverse, fuzzy control, linear optimal excitation controller，double fuzzy excitation conttroller, coordination of fuzzy excitation controller
第1章 緒論
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式越來越復(fù)雜多變，因此對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。而現(xiàn)代電力系統(tǒng)的強(qiáng)非線性（限幅、乒乓控制特性等）、時(shí)變性（運(yùn)行方式不斷變化）和某些不確定性因素（負(fù)荷變化、參數(shù)不準(zhǔn)、干擾和事故發(fā)生的隨機(jī)性等）使得人們難以建立電力系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型。隨著以不要求控制對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型為前提的智能控制理論研究的深入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制和原動(dòng)機(jī)汽門控制中已有一定的應(yīng)用。事實(shí)上，實(shí)際運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制系統(tǒng)和汽門調(diào)速控制系統(tǒng)兩者是單獨(dú)作用的。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，較低的發(fā)電機(jī)組機(jī)械功率與較大的同步功率都有利于系統(tǒng)重新建立穩(wěn)定，因此為了快速有效地促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，有必要將發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁與汽門控制協(xié)調(diào)起來。
1.1本課題的研究背景及研究意義
......
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