發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)灰色預(yù)測控制與可拓評估研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，作為保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究受到了越來越多的重視。為解決電力系統(tǒng)在大小擾動下的穩(wěn)定性問題，本文從發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)入手，提出了一種基于灰色預(yù)測理論的發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)控制方法，對采用該方法的控制效果進行了計算機仿真，并基于可拓學(xué)對發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)灰色預(yù)測控制器的控制性能開展了評價分析工作。
　　本文簡明闡述了發(fā)電機調(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)電機調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史與研

2、究現(xiàn)狀，并對各種控制策略在調(diào)速控制中的應(yīng)用進行了綜述，認為由于復(fù)雜電力系統(tǒng)的非線性和時變性，各種控制方法都不是十分完善，研究一種更為先進的新型調(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)測理論和PID控制技術(shù)的復(fù)合控制方法。利用MATLAB語言編寫了灰色預(yù)測算法程序;然后在經(jīng)典灰色模型GM(1，1)基礎(chǔ)上提出了改進的GM(1，1)模型，并仿真驗證其“預(yù)測”特征;將灰色預(yù)測和PID控制相結(jié)合，設(shè)計了灰色預(yù)測PID控制器。對

3、一個簡單系統(tǒng)的仿真表明，灰色預(yù)測控制能夠有效改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，實現(xiàn)“防患于未然”的事前控制。
　　作為調(diào)速控制研究的基礎(chǔ)，詳細介紹了水輪發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，其中包括:調(diào)速器模型、水輪機及其引水系統(tǒng)模型以及同步發(fā)電機模型，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PID控制方法引入同步發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)，在給定的階躍信號輸入和擾動信號輸入下研究其暫態(tài)過程。仿真結(jié)果表明:灰色預(yù)測控制可以有效地降低相應(yīng)

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