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基于多目标控制的分布式潮流控制器研究

张晓成  
【摘要】:分布式潮流控制器是一种具有强大控制能力的潮流控制器,与此同时它还具有了成本较低的优点。在近些年来,进化算法的研究取得了很大的发展,各种算法在多目标优化问题最优解的求解中取得了较好的效果。将进化算法用于分布式潮流控制器多目标控制器的参数优化会使分布式潮流控制器的控制能力得到更好的发挥,本文主要研究了将进化算法用于分布式潮流控制器多目标控制器的参数优化的过程之中,对其进行相应的多目标优化。 本文首先分析了分布式潮流控制器的拓扑结构,在此基础上建立其基波和三次谐波的等效模型,通过分析等效模型,进行相应的推导,得到了分布式潮流控制器的功率控制特性,最后,对分布式潮流控制器的传输网络,串并联侧建立了相关的数学模型。 由于分布式潮流控制器对电力系统进行控制时,在很多情况下,其涉及到的是一个多目标优化的问题,于是考虑采用遗传算法对控制器进行多目标优化,使其具有较好的控制功能。本文首先介绍了遗传算法中的相关概念及其实现方法,编写了相应的程序,对于给定的目标函数进行控制器设计。然后采用该算法对串联侧无功功率控制器进行设计。 接下来将其与量子学概念融合,分析了量子遗传算法的实现过程。然后,介绍了一种双链量子遗传算法,并相应地给出了其实现过程。接下来,对于介绍的量子遗传算法编写了相应的程序,使用该算法对于特定的目标函数进行优化并分析了算法的性能,最后采用该算法对并联侧直流电容电压控制器进行了设计。 然后,用PSCAD/EMTDC建立了相关的仿真模型,通过仿真结果,得到基于传统PI控制原理所设计的控制器的控制效果。最后,采用量子遗传算法对分布式潮流控制器串联侧直流电容电压控制器和串联侧有功功率控制器的四个参数进行优化。将优化得到的结果带入PSCAD/EMTDC中的仿真模型中,通过仿真结果证实,优化后的控制器使得分布式潮流控制器的控制性能有了提高。验证了采用量子遗传算法所设计控制器的正确性和有效性。


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