神马文学网变电站电压无功基本模糊控制器设计 变频器技术
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/25 21:31:13
设有一个110kV变电站，110±8×1.25%/10.5kV，有4组电容器可供投切，即m为8，n为4。将模糊无功边界的九区图按图5所示进行划分，定义EU（对应于偏差eu的模糊语言变量）的模糊辞集为{NB，NZ，PZ，PB}，模糊集论域取-4～+4（表示{-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4}，以下类似）；EQ（对应于偏差eq）的模糊辞集为{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，模糊集论域取-6～+6。考虑到模糊子集（即语言值）对整个模糊集论域的覆盖程度，模糊子集的数量和量化等级数（模糊化等级数）应满足如下关系：设模糊辞集中模糊子集数为2s+1（或2s），量化等级数为2t+1，通常t取 (2～3)s为宜。
量化因子：
αu=t/△Um=8/3
αq=t'/△Qm=2/Q0
图5 模糊无功边界九区图的划分
变压器分接头控制量kt的基本论域取-m～+m（此处为-8～+8），正（负）表示上调（下调）分接头档位，增大（减小）变比，减小（增大）低压侧母线电压；相应语言变量KT的模糊辞集取{DOWN，Z，UP}，表示降档、不动作、升档；模糊集论域取-2～+2。则比例因子：
αt=m/t''=4
电容器组投切开关控制量kc的基本论域取-n～+n（此处为-4～+4），正（负）表示投入（切除）相应组数电容器；相应语言变量KC的模糊辞集取{OUT，Z，INTO}，表示切除、不动作、投入；模糊集论域取-2～+2，则比例因子：
αc=n/ t'''=2
模糊子集是通过模糊集论域上的隶属度函数来描述的。一般采用高斯型函数或三角形函数或梯形函数作为语言值的隶属度函数。本例所取隶属度函数见图6。
图6 隶属度函数
可组织28条模糊IF-THEN规则，见表1。模糊控制规则是模糊控制器的核心，本设计即为变电站VQC的控制策略。模糊规则的确定会因人而异，如文献/[5/>定义EU、EQ的模糊辞集均为{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，共组织了49条模糊IF-THEN规则。建立模糊IF-THEN规则后，可计算每条规则的模糊关系Rk（k=1，2，…，l）。考虑到这些规则之间是“或”的关系，则组合l条规则的合理算子就是“并”，整个系统模糊规则总的模糊关系R为： R=∪li=1Ri（Mamdani组合）
表1 模糊IF-THEN规则
注：分子表示KT，分母表示KC，*表示优先控制。
以DISO为例，对于给定的输入A'、B'，根据下式输出C'：
C'=[A'L B'>H R
式中 L——取模糊列向量；
H——取模糊行向量。
此过程称为模糊决策（或模糊推理）。
由于模糊推理输出的结果是一个模糊向量，而执行机构只能接受一个精确量，需要从输出模糊向量中判决出一个精确控制量，再乘以比例因子，才能施加到被控对象上。这个过程称为模糊判决（或非模糊化、清晰化）。模糊判决的常用方法有最大隶属度法、中位数法（面积法）、加权平均法（含重心法）。
3 基于MATLAB的FIS的实现
运用MATLAB软件中Fuzzy Logic ToolBox提供的图形用户界面（GUI）工具或利用MATLAB命令编程均可建立模糊推理系统（FIS）。可将FIS变量结构导入Simulink之中，并利用Power System Blocket模块集建立电网模型，对设计的基本模糊控制系统进行仿真。
4 结 语
基于模糊逻辑控制（FLC）的变电站电压无功综合控制系统能有效地减少OLTC分接头和电容器组投切开关的动作次数，但基本模糊控制器在实际应用中还存在一些不足，如在控制规则的调整上不够灵活。研究应用高级模糊控制器是模糊控制的发展方向，也应引入到变电站电压无功综合控制中。
