孤网模式下水电机组智能鲁棒控制

作     者：陈金保 张智 郑阳 王俊青 肖志怀 李广 CHEN Jinbao;HANG Zi;ZHENG Yang;WANG Junqing;XIAO Zhihuai;LI Guang

作者机构：湖北省智慧水电技术创新中心湖北武汉430000 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2024年第52卷第14期

页      面：111-120页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目资助(51979204) 湖北省智慧水电技术创新中心开放研究基金项目资助(1523020038) 

主　　题：水电机组 孤网模式 H_∞控制 改进黏菌算法 智能鲁棒控制 

摘      要：针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制器(intelligentrobustcontroller,IRC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先,充分考虑水轮机非线性、随动系统限速环节和高阶发电机特性,构建非线性、复杂HTRS数值仿真模型,并引入系统跟踪偏差的积分,推导出了孤网模式下考虑系统跟踪偏差的HTRS高阶状态空间方程模型。然后,结合高阶状态空间方程和H∞控制实现了HTRS鲁棒控制。进一步,基于ISMA对H∞控制器参数进行智能寻优。最后,结合某电站真实数据构建非线性、复杂HTRS仿真平台,验证了所提控制策略对系统参数和工况的敏感性、频率扰动下的强鲁棒性。