發(fā)電機(jī)組灰色預(yù)測可拓控制方法研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的快速發(fā)展在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，也使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問題日趨復(fù)雜和嚴(yán)重。作為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行能力、改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要措施，發(fā)電機(jī)組勵磁控制和調(diào)速控制得到了廣泛應(yīng)用。鑒于已有控制策略的缺點和局限性，開展新型的發(fā)電機(jī)組勵磁和調(diào)速控制方法的研究仍具有重要和現(xiàn)實的意義。
　　本文對電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和分析。認(rèn)為：由于電力系統(tǒng)具有維數(shù)高、工況時變、非線性強(qiáng)等特點，采用常規(guī)線性控制方法難以取得令人滿

2、意的控制效果，而各種基于現(xiàn)代控制理論的非線性控制方法算法復(fù)雜、實時性差，模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法規(guī)則庫或知識庫設(shè)計復(fù)雜、工程實用性較差?；疑A(yù)測控制是一種事前控制方法，可拓控制方法不要求建立精確的數(shù)學(xué)模型，且實時性好，二者的有機(jī)結(jié)合將可能獲得更好的控制效果。
　　作為結(jié)合灰色預(yù)測和可拓控制方法的基礎(chǔ)，簡述了灰色預(yù)測的基本原理，針對灰色預(yù)測原始數(shù)據(jù)含負(fù)數(shù)的情況，采用一種原理簡單且易于實現(xiàn)的數(shù)據(jù)變換方法對含負(fù)數(shù)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，算

3、例表明了其有效性；簡述了可拓方法的基本概念，在此基礎(chǔ)上把自然界普遍存在的對偶性納入物元的可拓性范疇，提出了基于物元對偶性的可拓方法——相似偶方法，并用實例證明了該方法可以將未知矛盾問題的求解轉(zhuǎn)化為另一已知問題的求解，為復(fù)雜問題的解決提供了一條可能途徑。
　　為結(jié)合灰色預(yù)測方法和可拓控制技術(shù)的優(yōu)點，本文提出了一種基于灰色預(yù)測的可拓控制（GPEC）方法，給出了灰色預(yù)測可拓控制器的設(shè)計過程，并應(yīng)用論文提出的一種具有較高搜索速度和精度的首

4、尾輪換交叉（HTAC）遺傳算法對控制器的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。線性系統(tǒng)、時滯系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)仿真表明，與采用PID、可拓控制方式相比，GPEC控制方式可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。
　　本文將GPEC方法應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組勵磁、調(diào)速、勵磁調(diào)速綜合控制器的設(shè)計。所設(shè)計的GPEC勵磁控制器以發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓作為灰色預(yù)測環(huán)節(jié)的輸入，連續(xù)采集5個數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色預(yù)測，輸出作為可拓控制器的特征量。GPEC調(diào)速控制器的設(shè)計利用調(diào)速控制系統(tǒng)與勵磁控制系統(tǒng)之間存在的對偶

5、性，在已設(shè)計的GPEC勵磁控制器的基礎(chǔ)上，應(yīng)用本文提出的相似偶方法直接進(jìn)行，簡化了設(shè)計過程。在設(shè)計勵磁調(diào)速綜合GPEC控制器時，針對傳統(tǒng)可拓控制器無法應(yīng)用于多變量系統(tǒng)的問題，提出了一種多輸入-多輸出可拓控制器，并基于此方法設(shè)計了綜合控制器。
　　本文采用時域仿真法對所設(shè)計的GPEC勵磁、調(diào)速、勵磁調(diào)速綜合控制器的控制效果進(jìn)行檢驗。分別以單機(jī)無窮大系統(tǒng)和多機(jī)電力系統(tǒng)為對象，使用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，研究所設(shè)計控制器在系統(tǒng)不同初始工況下對大