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统一潮流控制器的智能控制方法研究

王辉  
【摘要】:统一潮流控制器(UPFC)是灵活交流输电系统(FACTS)中最具代表性和最多样化的装置。它能实现对输电系统的电压、阻抗、功角、有功功率和无功功率参数的快速动态调节,扩大输电系统的输送能力,提高电力系统的稳定性,优化电力系统运行,是当前FACTS的研究热点之一。论文运用综合智能控制理论,研究了UPFC的控制方法。 论文首先研究了UPFC的控制方案。UPFC由并联变换器部分和串联变换器部分组成,可实现对电力系统的并联补偿控制和串联补偿控制。论文以并联补偿和串联补偿的等效电路为基础,研究了串/并联补偿控制的基本关系和控制方案,提出了UPFC的分层递阶控制方案。 论文以电流控制电压型PWM(CC-PWM)变换器为基础,研究了UPFC功率变换器的智能电流控制方法。针对常规滞环电流控制器和正弦环宽滞环电流控制器的不足,提出了一种基于模糊逻辑的变环宽的滞环电流控制方法。该方法采用模糊推理方法,根据电流控制误差的大小和变化的方向,自动调整滞环环宽,提高了电流的控制精度和动态性能。PI调节控制是功率变换器线性电流调节器的常用控制方法,但自适应能力较差。因此,论文提出了基于模糊自适应PI的电流控制器和基于模糊神经网络自适应PI的电流控制器两种方法,根据变换器的运行状况自动调整PI调节器的参数,提高了电流控制器的适应能力。 UPFC直流电压控制是实现UPFC串联补偿控制功能的重要条件和前提,论文研究了UPFC的直流电压的智能控制方法。论文分析研究了UPFC的电压、电流双闭环控制结构,利用状态反馈和输入前馈方法对电流内环实现了解耦控制,在此基础上,建立了UPFC双闭环控制系统的工程设计方法。将模糊控制和神经网络控制与PID控制相结合,提出了模糊自适应PI控制和单神经元自适应PID控制的两种UPFC直流电压控制方法,仿真研究验证了方法的有效性。 潮流控制是UPFC的串联补偿控制的基本功能之一,论文深入研究了UPFC的智能潮流控制方法。论文以串联补偿的等效电路为基础,建立了UPFC的潮流控制的闭环动态结构,利用多变量解耦理论实现了有功功率和无功功率的解耦控制。电力传输线的感抗特性决定了常规PI控制难以获得好的动态特性,本文提出了一种模糊自适应PI控制的UPFC潮流控制方法来解决这一问题。该方法以潮流控制的过渡过程时间、误差和前后两次误差之和作为输入,构成一个三输入两输出的模糊控制器以自动调整PI调节器的参数。仿真结果表明,在同样不产生超调的情况下,模糊自适应PI控制具有更快的响应速度。论文研究了神经网络在UPFC


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