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1、针对单机无穷大系统模糊电力系统稳定器的设计_ll__掇缘迹KEJlZONGSHU针对单机无穷大系统模糊电力系统稳定器的设计李进,罗锐红(华能陕西秦岭发电有限公司,陕西渭南714206)摘要:针对一种典型的单机无穷大电力系统,进行了基于MATLAB/SIMULINK及模糊逻辑工具箱的传统电力系统稳定器(CPSS)和模糊电力系统稳定器(FPSS)的设计研究.提出了一种利用模糊控制参数及控制规则进行调整和修正模糊控制器的设计方法,并应用于电力系统稳定器的设计,仿真结果表明:相比传统电力系统稳定器.模糊电力系统稳定器能在较大的运行范围内更有效地抑
2、制系统低频振荡,系统鲁棒性好.且调试方便关键词:电力系统稳定器:模糊控制:MATLAB/SIMULINK中图分类号:TM712文献标志码:A文章编号:1673—7598(2009)09—0054—04O引言随着电力_T业的发展,大容量发电机组,快速励磁系统,超高压,远距离输电系统和大型互联电力系统的出现,现代电力系统成为一个电压等级高,覆盖面积大,系统总容量及单机容量都很大的电力系统对于远距离输电系统来说.一旦出现故障,影响面积大,容易发生局部故障而影响全局,乃至发生恶性连锁反应,造成严重后果.因此,保持电力系统稳定成为人们在电力系统运行
3、中最为关注的问题之～针对单机无穷大系统研究模型,本文对基于模糊控制的电力系统稳定器的设计做了深人研究.提出了一种利用模糊控制参数及控制规则进行调整和修正模糊控制器的设计方法.并应川于电力系统稳定器的设计,仿真结果验证了设计的正确性和有效性1传统电力系统稳定器介绍电力系统稳定器(pss)的基本思想是引入角速度(或频率,电功率等)信号,经过一定的超前一滞后环节补偿由励磁系统引起的滞后,使得最终产生的转矩与输入信号同相(如冈1所示),克服重负荷下由AER产生的负阻尼转矩,来抑制系统的低频振荡.提高其动态稳定性l1I.PSS基本组成如图2所示其中
4、,隔直环节使一∞时PSS输出为零,而过渡过程中,该环节使动态信号顺利通过,从而使PSS只在动态中起作用.超前一滞后环节可补偿励磁系统引起的相位滞后放大环节的放大倍数K确保△有足够的幅值.限幅环节可确保大干扰~~pss的输出不会造成发电机端电压的变化超标.△出!图1PSS{R号作用相量图图2PSS原理框图设输入信号为△,则Pss的传递函数为:GKPss引起的附加电磁转矩为:△:3)一1+K6G)+sTdo收稿日期:2009—07—15作者简介:李进(1982一),男,陕渭南人,本科,主要从事继电保护方而的作.KEJ{Z0NGSHU科技综述
5、Gp(s)(AoJ)=D印△印>0)(2)其中,G)为励磁系统传递函数,亦即Pss使△增加了一个和△同相位的成分△..若提供必要的放大倍数,就可产生足够的正阻尼,起到抑制低频振荡的作用f2l.2模糊电力系统稳定器(FPSS)的设计2.1模糊控制器的组成及实现目前,应用模糊控制理论设计模糊控制器,最常采用的方法是基于模糊控制表的设计方法.该方法是以模糊语言表达控制规则,先将系统状态反馈量和控制输出量离散化并分成几个区段,再应用控制规则,通过模糊推理,采用离线计算的方法形成控制表,在线工作时,只需进行查表操作.模糊控制器的基本组成如图3
6、所示图3模糊控制器基本组成模糊控制具有结构简单,计算量小以及适应能力强等优点,已被应用于PSS的设计,以求更好地改善系统的稳定性和动态品质.PSS的模糊控制一般采用常见的二维双输入一单输出控制.根据不同的输入信号,可分为转速FPSS,功率FPSS等;根据控制算法的不同,可分为规则推理型,查表型,公式型等.设公式型FPSS的输人精确量为△∞,△,则设计步骤l3l如下:(1)同推理型FPSS一样,先确定输入,输出论域和整数论域及相应的量化因子K,K,比例因子,把输入量△,△量化为,,然后根据>函数法模糊化后得到,Y(2)这时就可以抛开模
7、糊控制查询表而经过一定的公式计算直接得出精确的控制量,即将,王,表示为:△f/=<+(1一oe)Y>(3)(3)再乘以比例因子,即可得到实际的FPSS输出值.基于规则模糊推理的FPSS控制精度高,但是其设计调试过程复杂且隶属函数和模糊推理的计算量很大,实时l生差.公式型和查表型的FPSS原理相似,相比规则推理法运算量小,速度快且适应能力强,适合于微机实时控制.同时公式法节省了存放表格的存储区,可通过简单的运算直接算出控制量,并可以根据实时采样和计算所得的误差和误差变化,通过修正OL值调整系统的控制规则,使自适应FPSS的设计有
8、了直接有效的手段.在对系统模型控制器的研究设计中,针对电力系统非线性,时间变化,运行工况多变且变化快的特点,利用模糊控制的优点,基于模糊逻辑进行了可调整控制参数和可调整控制规则的PSS模糊控制
