非线性水轮机调节系统的分数阶控制策略研究

发布时间：2021-06-09 04:39

　　随着新能源大规模接入电网,电网对水电机组供电可靠性要求越来越高。电网是一个实时动态平衡的系统,新能源的随机性和间歇性等特点,会使得电网的调频、调峰更加频繁。水电机组作为常规的调峰、调频机组,其调节品质往往受到机组速动性和稳定性的影响。因此,设计采用新型的控制策略,结合智能算法对其进行参数整定,提高机组的速动性和稳定性,从而改善系统的动态品质是目前研究的一个热点问题。本文利用PSCAD完善的电力暂态仿真模型和Matlab成熟的智能算法研究非线性水轮机调节系统的分数阶控制策略。首先,在PSCAD平台上建立非线性水轮机模型,包括非线性水轮机系统、非线性发电机系统、负荷系统、调速系统等。其次,在PSCAD平台上实现分数阶微积分算子,并与Matlab上的分数阶微积分算子进行对比,验证了该算子的有效性,进而建立分数阶PID的模型;然后,针对分数阶PID参数整定复杂的问题,利用PSCAD的Matlab接口实现混沌粒子群算法的联合仿真,对分数阶PID控制器的参数进行智能寻优。最后,建立非线性水轮机调节系统的分数阶控制模型,采用负荷扰动实验和频率扰动实验进行仿真验证;对于负荷扰动实验,与GA算法整定的P... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PSCAD中-0.0498阶算子阶跃响应曲线

图3-6 Matlab中-0.0498阶算子阶跃响应曲线1Fig3-6 Step response curve 1 of order -0.0498 operator in Matlab多次修改分析后，将 9 阶传递函数改成零极点形式，即使用 9 个 N 阶传递函数的 1阶形式。其 PSCAD 中的框图可表示为：

图3-8 PSCAD中-0.0498阶算子阶跃响应曲线2Fig3-8 Step response curve of 2 order -0.0498 operator in PSCAD将图 3-6 和图 3-8 进行对比可以得出，采用零极点方式可以很好的实现分数阶微积子。封装后的分数阶微积分算子模块如图 3-9 所示，其中 in1 为输入信号，in2 为算数，out 为输出信号。图3-9 PSCAD中的分数阶微积分封装模块Fig3-9 Fractional order integral package module in PSCAD4 本章小结本章主要介绍分数阶微积分的相关知识和分数阶微积分算子的实现，并在 PSCAD


本文编号：3219947