自寻优模糊电力系统稳定器研究开题报告.doc

课题名称自寻优模糊电力系统稳定器研究课题类型理论研究Y导师姓名学生姓名学号专业班级一、课题研究的目的及意义：随着电力系统之间的互联以及大型机组快速励磁系统的采用，电力系统低频振荡现象时有发生，严重威胁电力系统的安全稳定运行。抑制低频振荡有很多方法，采用电力系统稳定器(PSS)是其中投资少、效果好、容易实现的一种。近年来基于模糊控制的电力系统稳定器(FPSS)日益受到人们的关注，相比参数固定的由超前滞后环节组成的传统电力系统稳定器(CPSS)，FPSS无需知道系统的数学模型且具有较强的适应性，能较好地改善系统的动态稳定性。但是常规的基于规则推理的模糊稳定器的设计依赖于设计者的启发式知识和操作者的经验，而这种控制经验在FPSS的设计中就表现在模糊控制规则上，FPSS性能的好坏取决于模糊语言规则和合成推理。在通常情况下，电力系统运行状况复杂，由实际经验总结出的控制规则较粗糙，而要给出令人满意的控制规则需经过反复的试验和调试，这将耗费大量时间，而且其计算量大，实时性差。鉴于上述问题，本文采用公式型模糊算法来设计FPSS，较好地满足了对控制实时性的要求，并通过在线优化修正因子的方法，使FPSS具有更佳的控制效果。另外，为克服普通公式型模糊控制算法所固有的稳态性能差的缺点，将连续因子相乘法同公式型模糊控制算法结合，取得了令人满意的稳态性能，其快速性也满足实时控制的要求。为验证本文所设计的自寻优模糊电力系统稳定器(SOFPSS)的控制效果，采用MATLAB 进行了非线性仿真，仿真与实验结果均表明，SOFPSS动态性能好，适应能力强。二、国内外发展现状及趋势：自60年代末Demello首次提出电力系统稳定器(PSS)的设计方法以来，PSS已经在世界范围内得到广泛的应用。近年来，模糊逻辑控制以其物理概念清晰、知识表达简便、实时控制快速的特点正引起越来越多的研究人员的兴趣，其在电力系统控制中的应用研究结果也表明，模糊控制策略比较适合于发电机的控制。如何对控制器的参数进行优化，目前还没有一个系统的方法。迄今为止，由于国内外还没有一种通用型的快速自寻优模糊控制器，致使模糊控制的大范围推广受到限制。为此，依据快速自寻优模糊控制理论，推出一种通用型快速自寻优模糊控制器，作为适于大范围推广的工业控制实用机型，其依据的三维修正因子算法及一表多用快速自寻优算法，经专家鉴定属国际首创。其响应速度、控制精度和稳定性等性能指标已达到国际先进水平。该机通用性强，操作简便，调试工作量小，实现容易，而且控制效果好，能够在不同的干扰和系统运行方式下有效地抑制低频振荡，适合于实际应用可在冶金、化工、石油、电力、建材等行业的生产过程控制中推广应用。三、研究设计的内容：本课题采用自寻优模糊控制理论设计电力系统稳定器。模糊控制属于智能控制，当被测控对象特性变化或测控系统的外部环境条件变化时，不能自行寻优和保持测控系统的最优运行状态或满意运行状态。自寻优模糊控制理论，对于非线性、大滞后、时变的控制对象，越来越显示出其优点。通过对模糊控制器工作原理的深入分析，提出了模糊控制本质上是一种分段定常控制的观点，并以此为基础，提出了模糊式电力系统稳定器的自寻优设计新方法，它将模糊控制器的整个设计过程转化成对一组参数进行寻优的过程，解决了在传统设计过程中存在的规则难于获取和参数值难于确定的问题。针对模糊控制系统具有多参数和非线性的特点,给出了一种基于Matlab的模糊电力系统稳定器快速设计开发方法,以克服传统的设计方法所具有的实现复杂且开发周期长等不足。为了提高多参数寻优的效率，文中提出了一种群体差异度遗传算法，它可以大幅度地缩小搜索空间，从而极大地减少了参数优化过程中的计算工作量。稳定器具有良好的寻优能力,针对求解问题的全局合理性 ,其运行仅由适应度函数值驱动 ,而不需要被优化对象的局部信息。基于遗传算法的自寻优模糊控制很好地融合了模 糊控制的参数变化适应性强和遗传算法优秀的参数寻优的功能 ,形成了一种混合优化控制方法。采用基于遗传算法自寻优的模糊控制,通过调整修正因子使其在不同工况下自动寻优。四、时间安排及预期成果：第十周：进一步学习研究与课题有关材料，提出初步方案。第十一周：论证设计方案。第十二周：绘制稳定器原理图，进行中期检查。第十三、十四周：参数整定，进行仿真。第十五周：分析仿真结果，撰写论文。第十六周：撰写、打印论文，准备答辩。第十七周：答辩预期成果：能够按照时间安排完成计划，通过查阅文献和模拟仿真，设计出符合理论要求的自寻优模糊电力系统稳定器，最终撰写出论文，为顺利通过毕业答辩做好准备。五、参考文献：1 胡劲松，吴捷局部连续控制面高性能模糊控制算法仪器仪表学报，1999，20(2)：l80l832 余耀南.动态电力系统M.水利电力出版社，1985年3 丁峰自寻优模糊电力系统稳定器研究：华北电力大学，20024 马大强电力系统机电暂态过程北京：水利电力出版社，l9885 刘增煌，方思立电力系统稳定器对电力系统动态稳定的作用及与其他控制方式的比较 电网技术，l998，22(3)：4 l06 谢桦，梅生伟，徐政等.统一潮流控制器的非线性控制和对电力系统稳定性的改善.电力系统自动化J.2001，25(19):1-57 王幼毅，郭国晓.带电压调节功能的非线性鲁棒控制器.电力系统自动化J.2001,25(3):23-298 李士勇模糊控制， 神经控制和智能控制论 哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社，l9969 沈善德.电力系统辨识M.北京:清华大学出版社,199310 涂序彦.智能控制的理论