计及时延的电力系统模糊自适应控制策略设计

作     者：李俊 

作者单位：湖北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高红亮

授予年度：2024年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：电力系统稳定 低频振荡 模糊控制 通信时延 优化算法 

摘      要：随着我国电力系统已经进入大机组、大电网、跨区域联网运行的新阶段,电网互联能提高电网运行的可靠性和资源利用的经济性,但规模不断扩大也使得电力系统稳定性出现了新的问题。当大规模的电力系统远端受到扰动而发生故障,反映远端电网信息的反馈信号在长距离的传输过程中存在时延,这极大影响着电力系统的稳定。因此,考虑电网的信息在传输过程中存在时延的情况,研究能提高跨区域大电网稳定性的控制策略具有重大意义。 本文考虑了电力系统信息传输存在时延的情况,基于模糊控制理论研究了含通信时延的电力系统稳定问题。主要从以下几个方面来进行研究: (1)针对电力系统稳定器的优化设计问题,提出了一种优化算法和模糊自适应控制相结合的混合参数优化方法,介绍了具有并行优化能力强、全局性好、不易陷入局部极值等特点的飞蛾扑火优化算法,并将它作为全文控制器参数协调优化整定的工具。最后通过仿真证明了基于此方法设计的控制器能很好地抑制电力系统低频振荡。 (2)针对信息传输时延对电力系统稳定器性能影响的问题,结合模糊控制理论和振幅补偿法提出了一种能补偿时延影响的模糊时延补偿阻尼控制器设计方法,并使用Simpowersystems模块库和Truetime2.0工具箱建立了网络化电力系统模型,还探究了时延对传统的电力系统稳定器有效性的影响。最后,将模糊时延补偿阻尼控制器应用于网络化电力系统中进行仿真,且对系统施加不同大小的时延和不同持续时间的故障,验证了所设计的控制器在补偿时延影响方面的有效性。 (3)针对含时延的多区域电力系统负荷频率控制问题,结合自适应神经模糊推理系统和分数阶理论,设计了一种新颖的分数阶自适应神经模糊推理系统控制器,并且提出了一种基于多目标函数的飞蛾扑火优化算法以优化求解不同时延下控制器的最优参数。最后,仿真验证了所设计的负荷频率控制器具有较强的时延鲁棒性。