發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)灰色預(yù)測(cè)控制與可拓評(píng)估研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，作為保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究受到了越來(lái)越多的重視。為解決電力系統(tǒng)在大小擾動(dòng)下的穩(wěn)定性問(wèn)題，本文從發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)入手，提出了一種基于灰色預(yù)測(cè)理論的發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制方法，對(duì)采用該方法的控制效果進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真，并基于可拓學(xué)對(duì)發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)灰色預(yù)測(cè)控制器的控制性能開(kāi)展了評(píng)價(jià)分析工作。
　　本文簡(jiǎn)明闡述了發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用和重要性，介紹了同步發(fā)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史與研

2、究現(xiàn)狀，并對(duì)各種控制策略在調(diào)速控制中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，認(rèn)為由于復(fù)雜電力系統(tǒng)的非線(xiàn)性和時(shí)變性，各種控制方法都不是十分完善，研究一種更為先進(jìn)的新型調(diào)速系統(tǒng)控制方法非常必要。
　　本文采用一種結(jié)合灰色預(yù)測(cè)理論和PID控制技術(shù)的復(fù)合控制方法。利用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)了灰色預(yù)測(cè)算法程序;然后在經(jīng)典灰色模型GM(1，1)基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的GM(1，1)模型，并仿真驗(yàn)證其“預(yù)測(cè)”特征;將灰色預(yù)測(cè)和PID控制相結(jié)合，設(shè)計(jì)了灰色預(yù)測(cè)PID控制器。對(duì)

3、一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的仿真表明，灰色預(yù)測(cè)控制能夠有效改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的事前控制。
　　作為調(diào)速控制研究的基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了水輪發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，其中包括:調(diào)速器模型、水輪機(jī)及其引水系統(tǒng)模型以及同步發(fā)電機(jī)模型，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了相應(yīng)的仿真模型。將灰色預(yù)測(cè)PID控制方法引入同步發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，在給定的階躍信號(hào)輸入和擾動(dòng)信號(hào)輸入下研究其暫態(tài)過(guò)程。仿真結(jié)果表明:灰色預(yù)測(cè)控制可以有效地降低相應(yīng)

4、的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間，使系統(tǒng)快速地進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，與常規(guī)控制相比，其控制效果更加顯著。
　　為了評(píng)估灰色預(yù)測(cè)PID控制器的控制性能，采用表征系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的超調(diào)量、峰值時(shí)間、上升時(shí)間以及調(diào)整時(shí)間為評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合考慮影響系統(tǒng)性能的各種因素，應(yīng)用可拓學(xué)方法對(duì)不同控制方式進(jìn)行橫向比較。首先由仿真結(jié)果得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量值，建立物元模型;再以關(guān)聯(lián)函數(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)灰色預(yù)測(cè)PID控制和PID控制做出評(píng)價(jià)對(duì)比。結(jié)果表明，前者的控制效果優(yōu)于后者，驗(yàn)證了灰色