关键字 |
| 自动发电控制(AGC)、自动电压调节器(AVR),多区域电力系统(地图),Proportional-Integral-Derivative (PID)控制器,模糊逻辑控制器(方法),产生率约束(GRC)。 |
介绍 |
| 电力系统扰动引起的载荷波动导致更改所需的频率值。在地图负载扰动发生在一个领域,它也会影响到其他领域的频率。为了提高电网的稳定性,有必要设计自动生成控制系统,控制发电和有功功率[1 - 5]。AGC和AVR的重要性是众所周知的在地图。AGC应用问题是解决区域控制误差(ACE)作为输入到一个PID控制器[6]。同样的AVR通过使用PID控制器。 |
| PID控制器是一个非常受欢迎的工业控制器。有许多方法可用于优化的PID控制器[7]。如果适当地调它给性能优越。这些天仿真软件工具是广受欢迎的。MATLAB仿真软件就是其中之一。提出了一种方法来优化PID控制器使用仿真软件[6]。这里使用相同的方法来优化PID控制器。另一个重要的控制器是模糊逻辑控制器(方法)。模糊控制方法应用于AGC问题[8 - 12]。 |
| 本文首先我们考虑三个区域与GRC非线性映射。然后我们考虑四个区域没有GRC非线性映射。我们研究的这些系统使用PID和模糊逻辑控制器。 |
系统 |
| 三个区域的简化表示电力系统图1所示和建模不同组件的电力系统从[1]。无花果。2和3显示了模型与GRC州长,AGC和AVR的模型区域分别与GRC - 1三区域的电力系统。 |
产生率约束 |
| 最大和最小的发电的变化被称为电力系统产生率的约束。在发电厂,发电可以改变只在指定的最大速率。如果一代增加上面指定的限制,系统可能也会经历大瞬时扰动。这导致不必要的压力控制器。考虑集选区的方法之一是限值器添加到州长如图2所示。最大的阀门开启和关闭的速度受到这些限制。大多数的再热机组产生率约3% /分钟,有些产生率在5 - 10%之间/分钟[4]。 |
控制器 |
PID控制器 |
| 为了保证电力系统在正常操作状态,控制器用于实践。由于固有的非线性系统组件和同步机,大部分的自动生成控制器主要由积分控制器。积分器增益设置为水平快速瞬态恢复之间的妥协和低过头在整个系统的动态响应。这种类型的控制器是缓慢和不允许控制器设计师考虑到可能的发电机组的非线性。。因此,PID控制器将用于稳定频率的自动增益控制的问题。这里调整PID控制器的最优性能是非常重要的。PID控制器的基本结构 |
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| KP, KI和KD比例、积分和微分增益常数。比例控制导致减少上升时间,但也导致振荡性能。微分控制可以减少通过提供适当的阻尼振荡导致改善瞬态性能和稳定性。积分控制可以减少稳态误差为零。理论上KP, KI和KD从无限的选择组合。适当的选择保证了靶心。在MATLAB中,PID控制器的传递函数 |
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| 其中N组的极点位置导数过滤器。N的默认值是100。 |
| PID控制器优化可以实现在三个步骤中使用MATLAB仿真软件[6]。在步骤1中我们选择KP,结果在一个高度振荡稳定响应与KD = KI = 0。在步骤2中我们修复参数KD, KP Step1中选择,照顾瞬态性能。在步骤3中我们修复参数KI, KP和KD选择在步骤1和2中,照顾稳态性能。这就完成了优化的PID控制器。这种优化方法得到的参数的PID控制器后给出表3和图4。 |
模糊逻辑控制器 |
| 控制系统模糊逻辑(FL)是一个解决问题的方法。它就像人类决策与其工作能力从近似数据,找到精确的解决方案。模糊控制器由三个阶段组成 |
| 1。输入级 |
| 2。处理阶段, |
| 3所示。输出阶段。 |
| 输入级地图输入到相应的隶属度函数和真值。使用每个处理阶段适当的规则,每个规则生成一个结果,然后将所有的规则的结果。一个模糊系统的知识库由模糊if - then规则和模糊集隶属函数描述。输出级组合结果转换回一个特定的控制输出值。除了输入和输出比例因子需要修改论域。他们的作用是调整模糊控制器以获得所需的过程控制器闭环的动态属性。 |
| 提出了模糊控制器的输入区域控制误差(ACE),和区域控制误差变化率(ΔACE)确实是错误(e)的推导错误(Δe)系统,分别。方法获得的类型被称为Mamdani类型模糊规则的形式如果Ai,神情ΔACE Bi那么u是Ci i = 1到n。Ai, Bi, Ci是模糊集。三角形隶属度函数对每个模糊语言值的ACE和ΔACE如表中所示NB, NM, NS, Z, PS,点,和PB代表负大,负中,负小,零,正面积极的媒介和积极的大,小。 |
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结果和讨论 |
| 案例1:这里与GRC被认为是三区域电力系统。PID控制器的形式(1)用于AGC和AVR的建模。这些PID控制器调整[6]中提到和表3和图4所示。仿真参数用于AGC和AVR的附录表1和2所示。无花果4到10显示生成的反应与PID和模糊控制器,考虑集选区。 |
| 从所有这些数字我们注意,结果是更好的与PID控制器相比,模糊控制器更少峰值超过(低于)和解决时间。 |
| 案例2:这四个区域电力系统没有GRC被认为是类似于三区域系统建模。分析了该系统与PID控制器优化方法[6]和模糊控制器。无花果11到18门显示频率、电压和结线的动力响应4-area电力系统与PID和模糊控制器。仿真参数AGC和AVR表5和2所示,用于模拟PID参数见表6和图7分别在附录。 |
| 从这些输出响应我们注意,沉降时间与PID控制器而少峰值超过(低于)与模糊控制器更少。 |
结论 |
| 介绍了模拟AGC和AVR的地图,没有GRC使用模糊和PID控制器。结果进行了比较。它是观察到PID控制器[6]比模糊控制器。因此,通过适当的优化,我们可以确保从PID控制器更好的结果。 |
确认 |
| 我们极大地承认悉达多通用技术教育学院,维杰亚瓦达提供的设施进行这项研究。 |
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表乍一看 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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| 图11 |
图12 |
图13 |
图14 |
图15 |
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图17 |
图18 |
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引用 |
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