基于遺傳算法的UPFC控制器的研究.pdf

1、隨著我國(guó)西電東送全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的逐步實(shí)現(xiàn)和電力需求與電力供應(yīng)的日新月異,輸電走廊的征用和電力網(wǎng)的穩(wěn)定已成為電力系統(tǒng)將要面對(duì)的嚴(yán)峻問(wèn)題。同時(shí),由于電網(wǎng)容量的增加,對(duì)電能質(zhì)量的要求也日益增加。如何保證龐大而復(fù)雜的電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行已經(jīng)成為目前電力工作者研究的一個(gè)重要課題。統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)作為功能最完善的柔性交流輸電(FACTS)設(shè)備,可以快速調(diào)節(jié)線(xiàn)路有功、無(wú)功潮流,維持并入點(diǎn)交流母線(xiàn)電壓,提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性以及抑制系統(tǒng)低頻振蕩。<

2、br>　　本文從UPFC常規(guī)PI控制策略、模糊PI控制策略,基于遺傳算法的模糊PI控制策略,以及仿真模型等方面展開(kāi)了研究。首先,介紹了統(tǒng)一潮流控制器的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程,以及研究現(xiàn)狀。在分析UPFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,對(duì)并、串聯(lián)側(cè)的各種工作特性進(jìn)行了詳細(xì)的論述。UPFC并聯(lián)側(cè)控制器主要用來(lái)維持UPFC并入點(diǎn)交流母線(xiàn)電壓和直流側(cè)電容電壓,而串聯(lián)側(cè)控制器則用來(lái)控制線(xiàn)路有功、無(wú)功潮流。UPFC通過(guò)向系統(tǒng)疊加一個(gè)幅值和相位均可調(diào)的電壓,可以

3、實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、串聯(lián)補(bǔ)償、相角調(diào)節(jié)以及多功能潮流控制。通過(guò)研究UPFC對(duì)輸電系統(tǒng)功率特性的影響,可以明顯看出:UPFC能夠大大提高系統(tǒng)的輸電能力及穩(wěn)定運(yùn)行水平。其次,介紹了UPFC的三級(jí)控制系統(tǒng)?；诔Ｒ?guī)PI控制思想設(shè)計(jì)了UPFC并、串聯(lián)側(cè)的主控制器。基于模糊控制理論的PI控制策略,設(shè)計(jì)了串聯(lián)側(cè)模糊PI控制器,給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程以及模糊控制規(guī)則的推導(dǎo)過(guò)程。充分利用遺傳算法強(qiáng)魯棒性和廣泛適用性的特點(diǎn),對(duì)UPFC串聯(lián)側(cè)模糊PI控制器進(jìn)行優(yōu)化

4、設(shè)計(jì)。通過(guò)優(yōu)化模糊PI控制器的量化因子和比例因子,從而優(yōu)化隸屬函數(shù),使控制系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。
　　最后,利用電力系統(tǒng)仿真軟件PSCAD/EMTDC建立了UPFC主電路仿真模型,利用MATLAB建立了串聯(lián)側(cè)控制器的仿真模型,分別在輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和三相短路暫態(tài)情況下,進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明,與常規(guī)PI控制和模糊PI控制相比,基于遺傳算法的模糊PI控制不僅可以提高UPFC的穩(wěn)態(tài)潮流跟蹤控制能力,而且也明顯改善了系統(tǒng)對(duì)故障的