利用模糊控制器改善互联热液系统动态响应

Karnail sing1, Ashwani Kumar2

PG学生[EE]， Deptt。印度索尼帕特印度工程学院EE
助理教授，德普特。印度索尼帕特印度工程学院EE

摘要

在电力系统中，由于上升和下降趋势的不断变化，有功功率和无功功率需求也随之变化。为此，水轮发电机的水输入和汽轮发电机的蒸汽输入不断变化，以满足有功功率需求。如果不这样做，机器的速度将随着频率的变化而变化。此外，必须改变励磁以满足现代电力系统的无功需求，手动调节是不可能的，因此自动发电和电压调节设备安装在每台发电机上。针对不同的工况设计了不同的控制器，能够照顾负载需求的微小变化。有功功率P主要取决于内角δ，与母线电压大小无关。水力区考虑机械或电动调速器，热区考虑单或双再热涡轮。研究了恒负荷工况下控制运行方式的水热系统。本文对单级再热涡轮和双态再热涡轮的动态响应进行了研究，研究了电机调速器和机械调速器在单级再热涡轮和双态再热涡轮工况下的动态响应。在热区或水区考虑1%阶跃荷载扰动，考察响应。

关键字

自动发电控制，常规控制器，再热涡轮，采样时间段，模糊控制器。

我的介绍。

控制策略的目标是在互连的电力系统中尽可能经济可靠地产生和输送电力，同时将电压和频率保持在规定的范围内。实功率的变化主要影响系统频率，而无功功率对频率的变化不太敏感，主要取决于电压幅值的变化。因此，实际功率和无功功率是分开控制的。

负载频率控制(LFC)回路控制真实功率和频率，自动电压调节(AVR)回路调节无功功率(Q)和电压幅值(V)。随着互联电力系统的发展，负载频率控制(LFC)越来越重要，并为互联电力系统的运行提供了可能。自动发电控制的目标是将系统频率保持在或非常接近额定标称值(例如50Hz)，以保持控制区域之间交换功率的正确值，并使单位发电量保持在最经济的价值。

自动发电控制是指将系统频率控制在目标范围内的闭环控制系统。它还通过联络线维持相邻系统之间的电力交换。AGC以经济价值帮助该地区的每一个电厂发电。近年来，性能更好的自动发电控制器的设计受到了广泛的关注，针对自动控制控制问题开发了许多控制策略。所研究系统的精确模型的可用性在大多数控制策略(如最优控制)的开发中起着至关重要的作用。然而，一个工业过程，如电力系统，由于系统参数和特性的变化，负荷的变化和建模中的误差，包含各种不确定性。另一方面，电力系统的运行点在每天的循环中可能会有很大的随机变化。本文所报道的大部分工作是通过考虑两区/多区电力系统的线性化模型[1,4 - 8]完成的。在这些类型的研究中，考虑了连续和离散电力系统模型[9-10]，GRC的影响也被包括在内。已经说明了基于拉线偏置控制策略的补充控制器设计能有效地将ace调节到零。

2提出的模糊逻辑控制器

它具有基于模糊概念含义和模糊逻辑推理规则模拟人类决策的能力。FLC的知识库由数据库和模糊控制库两部分组成。与数据库相关的概念被用来描述FLC中的模糊控制规则和模糊数据操作。探讨了一种基于模糊逻辑理论的新型AGC控制器的设计。为了达到阻尼的目的，必须对电力系统在局部模态小信号作用下的振荡进行阻尼。针对这一问题，提出了一种基于最优控制理论的模糊控制器。

模糊逻辑是控制系统工程中的一种思维过程或解决问题的控制方法，用于在输入不精确或数学模型根本不存在的情况下控制系统。模糊逻辑可以处理合理数量的输入，但系统的复杂性随着输入和输出数量的增加而增加，因此分布式处理器可能更容易实现。模糊化是把一个清晰的量变成模糊的过程。它们具有相当大的不确定性。如果不确定性的形式恰好是由于不精确、模糊或模糊而产生的，那么变量可能是模糊的，可以用隶属函数表示

归一化

归一化执行尺度变换，也称为输入归一化。它将当前过程状态变量的物理值映射到规范化的话语宇宙中。将控制输出变量的归一化值映射到物理域中。对于这个控制器，通过将每个脆的输入除为相关宇宙的上边界值来得到归一化。

模糊化

模糊化是将清脆值转换为模糊值的过程。它可以定义为从观察到的输入空间到特定话语输入宇宙中的模糊集的映射。模糊化在处理不确定信息时起着重要的作用，这些信息可能是客观的(或)主观的。在模糊控制应用中，由于LFC中的数据操作是基于模糊集理论的，因此观测数据通常是清晰的。在早期阶段，模糊化是必要的。每个语言变量的隶属函数的选择必须进行。这可以通过将控制输入和输出分类为分类模糊集来实现，如图3所示。

ACE和ACE中的变化分为:

{负大(NL)，负小(NS)，零(ZE)，正小(PS)，正大(PL)}

3系统INVESTICATED

有功功率和无功功率需求从来都不是稳定的，它们不断地随着上升或下降的趋势而变化。因此，汽轮发电机的蒸汽输入(或水轮发电机的水输入)必须连续调节，以匹配有功功率需求，当频率下降时，机器速度将随着频率的变化而变化，这可能是非常不可取的(最大允许的工频变化为+ 0.5 Hz)。发电机的励磁必须是可行的，有功功率和无功功率的需求从来不是稳定的，它们不断地随上升或下降的趋势而变化。因此，汽轮发电机的蒸汽输入(或水轮发电机的水输入)必须连续调节，以匹配有功功率需求，当频率下降时，机器速度将随着频率的变化而变化，这可能是非常不可取的(最大允许的工频变化为+ 0.5 Hz)。发电机的励磁也必须是可行的

3结果与讨论

通过对1%阶跃负载扰动的积分控制器和模糊控制器的比较，我们可以得出模糊控制器的效果更好。模糊逻辑控制器的设置时间较短，其中常规积分控制器的设置时间较长。采用模糊逻辑控制器等新技术，可以很容易地对因步进负载扰动引起的小频率偏差和联络线功率偏差进行相应的控制器设置。图4 (a)热区扰动为1%时的动态响应。

V.CONCLUSION

因此，从表i到表ii，我们可以得出模糊控制器在全闭环系统中具有良好的动态响应。从动态响应分析来看，在相同的运行条件下，模糊控制器具有较好的振荡抑制和过峰衰减效果。与传统的积分控制器和模糊控制器相比，模糊控制器具有更快、更好的响应能力。与传统积分控制器相比，该控制器具有较短的稳定时间和峰值超调量。在热区和水区均考虑1%阶跃荷载扰动的情况下进行了比较。

表格一览


表1	表2

数字一览


图1	图2	图3


图4	图4一	图4 b

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