本文關(guān)鍵詞：基于改進混沌粒子群算法的STATCOM分數(shù)階控制

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【摘要】：STATCOM(靜止同步補償器)是最近這些年發(fā)展起來的一類新式無功補償設(shè)備。與其他無功補償設(shè)備相比,它的調(diào)節(jié)速度更加快速,工作的界限更大,且它的構(gòu)成部件無論從成本還是體積,都縮減了很多。正因為其擁有這樣優(yōu)越的性能,所以受到研究者們廣泛的關(guān)注,已成為動態(tài)無功補償裝置的研究重點。PI控制器在STATCOM裝置中大量的應(yīng)用,如其電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)中都使用PI控制器進行控制。傳統(tǒng)PI和PID控制器都是整數(shù)階,實際中我們所應(yīng)用的系統(tǒng)多少是會含有非整數(shù)階次的,其便是分數(shù)階。為了提升系統(tǒng)的性能,結(jié)合STATCOM裝置的實際運行情況為整數(shù)階的PI控制器設(shè)計分數(shù)階PI~λ控制器是很有必要的。而設(shè)計的PI~λ控制器需要的參數(shù)很靈活,其參數(shù)的求取比較難。要精確地調(diào)節(jié)PI~λ控制器,一定要對其主要控制參數(shù)如PK、IK、Kl進行求取。所以選擇高性能的算法對其參數(shù)進行優(yōu)化尤為重要。本文首先提出一種新穎的改進混沌粒子群算法(改進CPSO),并且給出改進算法的模型以及其粒子位置與速度更新式;對此改進CPSO和常規(guī)CPSO的性能分別進行測試,對比分析后,發(fā)現(xiàn)此改進算法效果更為突出。然后設(shè)計基于改進CPSO的STATCOM分數(shù)階PI~λ控制器,且將傳統(tǒng)PI控制器與此基于STATCOM的PI~λ控制器進行對比分析,進而將提出的改進CPSO用到PI~λ控制器的參數(shù)整定當(dāng)中,并給出了算法具體運行步驟。最后,對前面所提出的概念進行仿真分析,驗證其效果。首先是通過改進CPSO算法對控制參數(shù)進行優(yōu)化,并且將其與采用基本算法整定控制參數(shù)之后的結(jié)果對比分析,結(jié)果表明此改進CPSO能使算法的迭代次數(shù)有所降低,且收斂速度大大增加;然后是算例仿真分析,發(fā)現(xiàn)基于STATCOM所設(shè)計的PI~λ控制器在風(fēng)速發(fā)生變化時,其直流側(cè)的電壓波動幅度比較小,變化更為平穩(wěn);最后是STATCOM在“風(fēng)電場—無窮大系統(tǒng)”中的特性,對其在靜態(tài)與暫態(tài)時的電壓特性進行仿真,STATCOM能與風(fēng)電場一起作用給系統(tǒng)提供所需要的無功功率,能夠使風(fēng)電場的無功輸出減少。
【關(guān)鍵詞】：靜止同步補償器 無功補償 改進混沌粒子群算法 分數(shù)階控制器 參數(shù)整定
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TP18
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 STATCOM控制方法12-14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 第二章 改進的混沌粒子群算法16-26
• 2.1 基本PSO算法16-17
• 2.2 常規(guī)CPSO優(yōu)化算法17-19
• 2.3 改進的CPSO優(yōu)化算法19-25
• 2.3.1 改進算法的模型19-20
• 2.3.2 粒子的位置更新20-21
• 2.3.3 穩(wěn)定和混沌交替21
• 2.3.4 改進CPSO算法的性能測試21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 靜止同步補償器STATCOM26-42
• 3.1 STATCOM在風(fēng)電場與光伏發(fā)電中的應(yīng)用26-30
• 3.1.1 風(fēng)電場中的STATCOM27-28
• 3.1.2 應(yīng)用于光伏并網(wǎng)的SVS和STATCOM協(xié)同系統(tǒng)28-30
• 3.2 STATCOM工作原理30-31
• 3.3 STATCOM數(shù)學(xué)模型31-36
• 3.4 STATCOM的控制系統(tǒng)36-41
• 3.4.1 無功電流檢測36-39
• 3.4.2 無功檢測其他環(huán)節(jié)39
• 3.4.3 無功電流控制方法39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于改進CPSO的STATCOM分數(shù)階控制器42-52
• 4.1 分數(shù)階42-47
• 4.1.1 分數(shù)階定義42-44
• 4.1.2 分數(shù)階PI~λD~u控制器44-46
• 4.1.3 分數(shù)階微積分算子46-47
• 4.2 控制器設(shè)計47-50
• 4.2.1 傳統(tǒng)PI控制器47-48
• 4.2.2 改進型控制器48-50
• 4.3 參數(shù)整定50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 仿真分析52-68
• 5.1 STATCOM模型構(gòu)建52-54
• 5.2 算法仿真分析54-57
• 5.3 算例仿真分析57-58
• 5.4 含STATCOM風(fēng)電場特性58-66
• 5.4.1 引言58-59
• 5.4.2 含STATCOM風(fēng)電場靜態(tài)電壓特性59-61
• 5.4.3 含STATCOM風(fēng)電場暫態(tài)電壓特性61-66
• 5.5 本章小結(jié)66-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-76
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和科研情況76

【參考文獻】

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本文編號：1127892