本文關(guān)鍵詞：基于模糊模型的電力系統(tǒng)廣域網(wǎng)絡(luò)化控制分析與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年,隨著電網(wǎng)的互聯(lián)使得電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,雖然增加了電力系統(tǒng)的容量,實(shí)現(xiàn)了能源的合理調(diào)配,但是也導(dǎo)致了低頻振蕩的發(fā)生。持續(xù)的低頻振蕩給系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來(lái)了挑戰(zhàn),而在低頻振蕩中,區(qū)間模式低頻振蕩影響的范圍更廣,更難以消除。廣域測(cè)量系統(tǒng)(Wide-area Measurement System. WAMS)采集遠(yuǎn)方與低頻振蕩相關(guān)的信息,并通過(guò)WAMS的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制器,以此設(shè)計(jì)的廣域阻尼控制器(Wide-area Damping Controller, WADC)可以有效地抑制低頻振蕩。信息在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸時(shí)不可避免地存在時(shí)延、丟包等通信約束,在此背景下,將網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System, NCS)的方法與電力系統(tǒng)廣域控制結(jié)合,具有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。為此,本文做了以下工作：(1)介紹了基于WAMS的電力系統(tǒng)廣域控制的背景和意義。描述了WAMS的硬件架構(gòu),分析了WAMS中通信時(shí)延的組成,并總結(jié)了電力系統(tǒng)廣域控制中對(duì)WAMS的時(shí)延的一般處理方法：此外,還分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)廣域控制中的研究現(xiàn)狀。(2)考慮WAMS中存在固定和隨機(jī)時(shí)延的情況,設(shè)計(jì)了基于Mamdani模糊模型的具有時(shí)延補(bǔ)償?shù)哪：壿嫃V域阻尼控制器(Fuzzy Logic Wide-area Damping Controller with Delay Compensation, FLWADC-DC)。首先,在不考慮時(shí)延的情況下,詳細(xì)分析了模糊邏輯廣域阻尼控制器(FLWADC)的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化過(guò)程；其次,為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中存在的時(shí)延,將通信時(shí)延作為FLWADC的輸入,重新設(shè)計(jì)了FLWADC-DC;最后,使用MATLAB/SimPowerSystem和近似網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的TrueTime工具箱,以4機(jī)2區(qū)域測(cè)試系統(tǒng)為實(shí)例,對(duì)所設(shè)計(jì)的FLWADC-DC進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。(3)研究了電力系統(tǒng)Takagi-Sugeno (T-S)模糊建模的方法,以單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)作為實(shí)際對(duì)象,研究了T-S模糊建模的方法。在建立T-S模糊模型的過(guò)程中,首先借助直接反饋線(xiàn)性化的思想,將動(dòng)態(tài)方程中的非線(xiàn)性項(xiàng)轉(zhuǎn)換到含有控制量的一個(gè)非線(xiàn)性項(xiàng)中,然后借助T-S模糊建模的方法來(lái)等價(jià)動(dòng)態(tài)微分方程中的線(xiàn)性無(wú)關(guān)函數(shù),從而完成單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的T-S模糊建模。(4)考慮WAMS的通信網(wǎng)絡(luò)中存在隨機(jī)時(shí)延和丟包,以及系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在環(huán)境噪聲的情況,設(shè)計(jì)了基于T-S模糊模型的T-S模糊控制器。首先,將存在環(huán)境噪聲的電力系統(tǒng)的連續(xù)時(shí)間T-S模糊模型進(jìn)行離散化,考慮網(wǎng)絡(luò)中存在數(shù)據(jù)丟包的情況,將系統(tǒng)建模為異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng)：然后,運(yùn)用李雅普諾夫穩(wěn)定性定理與魯棒H∞控制理論,給出系統(tǒng)魯棒指數(shù)穩(wěn)定的充分條件,并利用線(xiàn)性矩陣不等式(LinearMatrix Inequality, LMI)的方法求解控制器參數(shù),用并行分布補(bǔ)償(Parallel Distributed Compensation, PDC)的方法對(duì)這些控制器參數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和得到總的T-S模糊反饋控制器：最后,使用MATLAB/SimPowerSystem和近似網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的True Time工具箱,以單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)為實(shí)例,對(duì)提出的算法進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。最后,對(duì)本文的研究進(jìn)行了總結(jié)歸納,并對(duì)需要進(jìn)一步研究的工作給出了建議。
【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng)廣域控制 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) Mamdani模糊控制 T-S模糊控制 異步動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 時(shí)延 丟包 環(huán)境噪聲
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM712
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 研究背景和選題意義13-14
• 1.2 廣域測(cè)量系統(tǒng)概述14-17
• 1.2.1 WAMS的硬件架構(gòu)15-16
• 1.2.2 WAMS的時(shí)延和時(shí)延的一般處理方法16-17
• 1.3 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-23
• 2 與本文相關(guān)的基礎(chǔ)理論概述23-31
• 2.1 模糊控制理論23-25
• 2.1.1 Mamdani模糊模型概述23-24
• 2.1.2 T-S模糊模型描述24-25
• 2.2 并行分布補(bǔ)償(PDC)方法25-26
• 2.3 線(xiàn)性矩陣不等式方法26-28
• 2.3.1 LMI的定義27
• 2.3.2 LMI的三類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題27-28
• 2.4 魯棒穩(wěn)定性理論28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 3 帶時(shí)延補(bǔ)償?shù)碾娏ο到y(tǒng)模糊廣域控制的分析和設(shè)計(jì)31-51
• 3.1 引言31
• 3.2 模糊邏輯廣域阻尼控制器的分析和設(shè)計(jì)31-35
• 3.2.1 模糊化32-34
• 3.2.2 推理機(jī)和模糊規(guī)則34
• 3.2.3 解模糊34-35
• 3.3 具有時(shí)延補(bǔ)償?shù)哪：壿嫃V域阻尼控制器的分析和設(shè)計(jì)35-40
• 3.3.1 WAMS中的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延35-36
• 3.3.2 模糊分割的調(diào)整36-38
• 3.3.3 時(shí)延補(bǔ)償?shù)脑?/span>38-40
• 3.4 以4機(jī)2區(qū)域測(cè)試系統(tǒng)為實(shí)例的數(shù)值驗(yàn)證40-50
• 3.4.1 仿真工具箱及仿真模型40-43
• 3.4.2 FLWADC的仿真43-44
• 3.4.3 固定和隨機(jī)時(shí)延條件下FLWADC-DC的仿真44-46
• 3.4.4 FLWADC-DC與傳統(tǒng)的WADC的對(duì)比46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)的T-S模糊建模51-61
• 4.1 引言51-52
• 4.2 單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)的連續(xù)時(shí)間狀態(tài)方程的建立52-56
• 4.3 單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)的T-S模糊等效模型56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 基于T-S模糊模型的電力系統(tǒng)廣域控制的分析和設(shè)計(jì)61-85
• 5.1 引言61
• 5.2 電力系統(tǒng)中WAMS的相關(guān)描述61-64
• 5.3 存在時(shí)延、丟包和環(huán)境噪聲的系統(tǒng)的T-S模糊建模64-67
• 5.3.1 被控對(duì)象的T-S模糊模型64-66
• 5.3.2 控制器的T-S模糊模型66
• 5.3.3 閉環(huán)系統(tǒng)的T-S模糊描述66-67
• 5.4 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制器的參數(shù)確定67-77
• 5.5 以單機(jī)無(wú)窮大電力系統(tǒng)為實(shí)例的數(shù)值驗(yàn)證77-83
• 5.5.1 仿真參數(shù)及仿真模型77-80
• 5.5.2 仿真條件及仿真結(jié)果80-83
• 5.6 本章小結(jié)83-85
• 6 結(jié)論與進(jìn)一步工作85-87
• 6.1 本文結(jié)論85-86
• 6.2 對(duì)后續(xù)研究工作的建議86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄A91-93
• 附錄B93-95
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果95-99
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99

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本文編號(hào)：320035