智能控制理念在電力體系agc控制之應(yīng)用

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1、智能控制理念在電力體系A(chǔ)GC控制之應(yīng)用第一章緒論1.1課題提出的背景及意義現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的AGC控制策略主要是經(jīng)典PI控制結(jié)構(gòu)[1-4]或是根據(jù)一定規(guī)則的參數(shù)自調(diào)節(jié)（self-tuning）型PI控制結(jié)構(gòu)[6-9]。在前人研究[4],[8],[9]的基礎(chǔ)上，結(jié)合變論域模糊控制的最新進(jìn)展，本人在文[42]中提出了一種新穎的變論域模糊AGC松弛控制方法，此后，在進(jìn)一步的研究中通過(guò)增加等比因子與自尋優(yōu)的方式提出新的參數(shù)自尋優(yōu)的變論域模糊控制方法來(lái)獲得更好的效果。文[4]分析到：提高CPS1指標(biāo)是以增加控制命令的下發(fā)次數(shù)為代價(jià)的。

2、ě同時(shí)也提到要對(duì)這一矛盾需進(jìn)行協(xié)調(diào)ě，但該文并沒(méi)有具體給出方案。文[6]提出用改進(jìn)的粒子算法來(lái)對(duì)PI控制參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，從而更好地適應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，以使得CPS考核水平得以進(jìn)一步提高，文[8]首次在基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的AGC控制中引入模糊控制理論，通過(guò)控制積分增益來(lái)對(duì)CPS控制器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，最終仿真得出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示機(jī)組的損耗得到了相應(yīng)的降低。文[7]則利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制器取代傳統(tǒng)的經(jīng)典PI調(diào)節(jié)器，強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自學(xué)習(xí)屬性很好的克服了積分增益系數(shù)KI難以確定的問(wèn)題，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。本文提出采用智能控制方法應(yīng)用到電力系統(tǒng)AGC控制中，

3、以提高CPS考核指標(biāo)。變論域模糊控制器是對(duì)模糊控制器的一種改進(jìn)，它繼承了模糊控制器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、無(wú)須控制對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型等優(yōu)點(diǎn)，克服了模糊控制器穩(wěn)態(tài)控制精度不高、主觀因數(shù)多等缺點(diǎn)。本文在變論域模糊控制基礎(chǔ)上提出一種新穎的參數(shù)自尋優(yōu)的模糊控制方法，使得CPS指標(biāo)得到進(jìn)一步的提升。強(qiáng)化學(xué)習(xí)是一種重要的人工智能控制方法，它具有自學(xué)習(xí)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)，與適應(yīng)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)具有良好效果，因此，近年來(lái)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法也開(kāi)始被研究應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制中。本文一方面通過(guò)變論域模糊控制方法及對(duì)其采用參數(shù)自尋優(yōu)方法的改進(jìn)進(jìn)行電力系統(tǒng)A

4、GC控制，此外考慮到傳統(tǒng)智能學(xué)習(xí)方法無(wú)法解決控制器之間的交流與協(xié)作問(wèn)題，本文提出基于均衡理論的多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，并成功應(yīng)用到電力系統(tǒng)控制中去。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀針對(duì)電力系統(tǒng)AGC控制策略的研究一直是一個(gè)十分熱門的研究課題，大量研究者針對(duì)該問(wèn)題提出了各種各樣的控制策略。1.2.1經(jīng)典的控制策略傳統(tǒng)的AGC控制系統(tǒng)多采用經(jīng)典的PI控制策略，但新的CPS標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)AGC系統(tǒng)控制策略提出了新的要求，需要同時(shí)考慮ACE與系統(tǒng)頻率之間的關(guān)系。傳統(tǒng)的PI控制方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際控制工程中有著很好的應(yīng)用。文[4]基于CPS標(biāo)準(zhǔn)，

5、提出了CPS調(diào)節(jié)功率分量這一新概念，并將其與比例分量和積分分量相結(jié)合，率先提出了針對(duì)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的PI控制策略。文[5]提出了一種針對(duì)CPS考核標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)的AGC控制策略，即在頻率偏差大時(shí)，AGC的控制目標(biāo)是盡量使ACE和頻率偏差符號(hào)相反，在頻率偏差較小時(shí)，AGC的控制目標(biāo)則是盡量使ACE的絕對(duì)值最小。在此控制策略基礎(chǔ)上，文[5]在上海電網(wǎng)進(jìn)行了大量的分析和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果有效地提高了上海電網(wǎng)AGC運(yùn)行水平和CPS考核水平，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。1.2.2自適應(yīng)控制策略前節(jié)所講的經(jīng)典控制策略都是在通過(guò)對(duì)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)而獲得經(jīng)

6、驗(yàn)參數(shù)或是完全采用固定參數(shù)的PI控制結(jié)構(gòu)的控制方式，這樣的控制方法理論基礎(chǔ)非常完備，應(yīng)用也很廣，但它們需要為之建立較為精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型。因而當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或者運(yùn)行方式發(fā)生改變時(shí)，控制器的參數(shù)需要進(jìn)行重新整定，對(duì)此，人們提出了自適應(yīng)控制策略來(lái)解決此類問(wèn)題。自適應(yīng)控制已經(jīng)被引入電力系統(tǒng)AGC控制中因?yàn)槠渚哂袑?duì)未建模部分的動(dòng)態(tài)過(guò)程不敏感和對(duì)過(guò)程參數(shù)的變化等特點(diǎn)。文[10]、[11]將頻率偏差與功率偏差進(jìn)行加權(quán)，并采用自校正最小方差控制策略，進(jìn)行負(fù)荷頻率控制。文[9]、[12]在CPS標(biāo)準(zhǔn)下，利用CPS標(biāo)準(zhǔn)中的統(tǒng)計(jì)特性，通過(guò)自調(diào)節(jié)參數(shù)的方式來(lái)自動(dòng)整定

7、CPS控制器中主要的控制增益參數(shù)，最終形成能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式變化自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。由于這一類控制策略自學(xué)習(xí)機(jī)制簡(jiǎn)單實(shí)用，故而易于在現(xiàn)有大多數(shù)電網(wǎng)調(diào)度AGC系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。第二章AGC仿真模型介紹和CPS考核標(biāo)準(zhǔn)2.1AGC仿真模型介紹由于難以精確獲得南方電網(wǎng)各省網(wǎng)周邊邊界條件及許多模型參數(shù)，因此，要搭建南方電網(wǎng)AGC精確模型是非常困難的。為簡(jiǎn)化分析，本文仿照IEEE推薦的區(qū)域負(fù)荷頻率控制模型（IEEELoad-freqenncyControlModel），將南方電網(wǎng)分為兩區(qū)域系統(tǒng)，即廣東電網(wǎng)及等值外網(wǎng)，而等值外網(wǎng)包括云南、貴州

8、、廣西三省電網(wǎng)，圖2-2是簡(jiǎn)化的南方電網(wǎng)示意圖[109]。2.2CPS標(biāo)準(zhǔn)介紹NERC在1997年2月1日用CPS(ControlPerformanceStandard)[110]標(biāo)準(zhǔn)替代原來(lái)的CPC(Co