基于改进混沌粒子群算法的STATCOM分数阶控制

发布时间：2017-11-01 18:02

  本文关键词：基于改进混沌粒子群算法的STATCOM分数阶控制

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【摘要】：STATCOM(静止同步补偿器)是最近这些年发展起来的一类新式无功补偿设备。与其他无功补偿设备相比,它的调节速度更加快速,工作的界限更大,且它的构成部件无论从成本还是体积,都缩减了很多。正因为其拥有这样优越的性能,所以受到研究者们广泛的关注,已成为动态无功补偿装置的研究重点。PI控制器在STATCOM装置中大量的应用,如其电压外环与电流内环中都使用PI控制器进行控制。传统PI和PID控制器都是整数阶,实际中我们所应用的系统多少是会含有非整数阶次的,其便是分数阶。为了提升系统的性能,结合STATCOM装置的实际运行情况为整数阶的PI控制器设计分数阶PI~λ控制器是很有必要的。而设计的PI~λ控制器需要的参数很灵活,其参数的求取比较难。要精确地调节PI~λ控制器,一定要对其主要控制参数如PK、IK、Kl进行求取。所以选择高性能的算法对其参数进行优化尤为重要。本文首先提出一种新颖的改进混沌粒子群算法(改进CPSO),并且给出改进算法的模型以及其粒子位置与速度更新式;对此改进CPSO和常规CPSO的性能分别进行测试,对比分析后,发现此改进算法效果更为突出。然后设计基于改进CPSO的STATCOM分数阶PI~λ控制器,且将传统PI控制器与此基于STATCOM的PI~λ控制器进行对比分析,进而将提出的改进CPSO用到PI~λ控制器的参数整定当中,并给出了算法具体运行步骤。最后,对前面所提出的概念进行仿真分析,验证其效果。首先是通过改进CPSO算法对控制参数进行优化,并且将其与采用基本算法整定控制参数之后的结果对比分析,结果表明此改进CPSO能使算法的迭代次数有所降低,且收敛速度大大增加;然后是算例仿真分析,发现基于STATCOM所设计的PI~λ控制器在风速发生变化时,其直流侧的电压波动幅度比较小,变化更为平稳;最后是STATCOM在“风电场—无穷大系统”中的特性,对其在静态与暂态时的电压特性进行仿真,STATCOM能与风电场一起作用给系统提供所需要的无功功率,能够使风电场的无功输出减少。
【关键词】：静止同步补偿器 无功补偿 改进混沌粒子群算法 分数阶控制器 参数整定
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 STATCOM控制方法12-14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 第二章 改进的混沌粒子群算法16-26
• 2.1 基本PSO算法16-17
• 2.2 常规CPSO优化算法17-19
• 2.3 改进的CPSO优化算法19-25
• 2.3.1 改进算法的模型19-20
• 2.3.2 粒子的位置更新20-21
• 2.3.3 稳定和混沌交替21
• 2.3.4 改进CPSO算法的性能测试21-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 静止同步补偿器STATCOM26-42
• 3.1 STATCOM在风电场与光伏发电中的应用26-30
• 3.1.1 风电场中的STATCOM27-28
• 3.1.2 应用于光伏并网的SVS和STATCOM协同系统28-30
• 3.2 STATCOM工作原理30-31
• 3.3 STATCOM数学模型31-36
• 3.4 STATCOM的控制系统36-41
• 3.4.1 无功电流检测36-39
• 3.4.2 无功检测其他环节39
• 3.4.3 无功电流控制方法39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 基于改进CPSO的STATCOM分数阶控制器42-52
• 4.1 分数阶42-47
• 4.1.1 分数阶定义42-44
• 4.1.2 分数阶PI~λD~u控制器44-46
• 4.1.3 分数阶微积分算子46-47
• 4.2 控制器设计47-50
• 4.2.1 传统PI控制器47-48
• 4.2.2 改进型控制器48-50
• 4.3 参数整定50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 仿真分析52-68
• 5.1 STATCOM模型构建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风电场特性58-66
• 5.4.1 引言58-59
• 5.4.2 含STATCOM风电场静态电压特性59-61
• 5.4.3 含STATCOM风电场暂态电压特性61-66
• 5.5 本章小结66-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文和科研情况76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 焦欢庆;刘波;王银惠;丁爱国;;基于改进PSO的某前副车架自动检具参数优化[J];精密成形工程;2016年02期

2 刘洋;;200 Mvar链式静止同步补偿器在电网的应用[J];电气应用;2015年23期

3 黄为勇;高玉芹;张艳华;;一种采用改进CPSO算法的PID参数整定方法[J];计算机科学;2014年11期

4 时光;王海云;王维庆;;基于SVS与STATCOM协同系统提高光伏电站暂态稳定性研究[J];可再生能源;2014年03期

5 郭伟;韩丹丹;徐金成;程远;;基于粒子群优化的分数阶PID预测函数参数整定[J];控制工程;2014年01期

6 乔俊飞;潘广源;韩红桂;;基于改进混沌粒子群算法的管网优化[J];控制工程;2013年04期

7 魏玉琴;戴永寿;张亚南;陈健;丁进杰;;基于Tent映射的自适应混沌嵌入式粒子群算法[J];计算机工程与应用;2013年10期

8 余金峰;杨文革;路伟涛;王金宝;;满映射Logistic数字混沌序列的产生及性能分析[J];电讯技术;2013年02期

9 孙勇;范国英;孙其振;王建勋;杨国新;;用于风电场无功补偿的STATCOM分数阶控制器设计[J];电力系统保护与控制;2012年16期

10 许树楷;陈名;傅闯;张海涛;黎小林;李明;吴宇霆;;南方电网±200Mvar静止同步补偿装置系统调试[J];南方电网技术;2012年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨晓萍;配电网静止同步补偿器不平衡控制策略研究及系统设计[D];西安理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 张金良;基于小生境粒子群算法的电力系统无功优化[D];山东大学;2014年

2 毛彦辉;配电网静止同步补偿器补偿电网不平衡的控制策略研究[D];北京交通大学;2014年

3 孙玉芬;基于模糊PID的汽轮机DEH系统研究[D];西安科技大学;2013年

4 吴志海;基于遗传算法的网壳结构形态创构方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

5 代彬;SVG无功补偿技术及在低压配电网的应用研究[D];山东理工大学;2013年

6 王磊;基于改进离散粒子群算法的作业车间调度方法研究及应用[D];浙江工业大学;2012年

7 张定宇;配网静止同步补偿器控制研究[D];重庆大学;2012年

8 杨洋;STATCOM在低压配电系统中应用的研究[D];华北电力大学（河北）;2008年

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本文编号：1127892