智能控制技術(shù)在無(wú)功電壓控制中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-08-26 06:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 推理的模糊邏輯，具有完整推理體系的智能技術(shù)。模糊控制是模擬人的模糊推理和決策過(guò)程的一種實(shí)用控制方法，它根據(jù)已知的控制規(guī)則和數(shù)據(jù)，由模糊輸入量推導(dǎo)出模糊控制輸出主要包括模糊化、模糊推理與模糊判決三部分。隨著模糊理論的發(fā)展和完善，模糊控制的一些優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的肯定，如：適于處理不確定性、不精確性以及噪聲帶來(lái)的問(wèn)題；模糊知識(shí)使用語(yǔ)言變量來(lái)表述專家的經(jīng)驗(yàn)，更接近人的表達(dá)方式，易于實(shí)現(xiàn)知識(shí)的抽取和表達(dá)；具有較強(qiáng)的魯棒性，被控對(duì)象參數(shù)的變化對(duì)模糊控制的影響不明顯等。近年來(lái)，模糊理論在電力系統(tǒng)應(yīng)用的研究不斷增加，并取得了令人鼓舞的研究成果，顯示了模糊理論在解決電力系統(tǒng)問(wèn)題上的潛力。電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制受電力系統(tǒng)時(shí)變性、運(yùn)行條件和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)經(jīng)常變化等特點(diǎn)以及許多條件下無(wú)功負(fù)荷不能精確給定的影響，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型，在這種情況下，模糊理論被引入電壓無(wú)功控制的研究。目前模糊技術(shù)在無(wú)功規(guī)劃方面有很多很好的應(yīng)用[19]，在系統(tǒng)電壓無(wú)功控制方面也有不少相關(guān)的研究報(bào)告[20~29]。文獻(xiàn)[20]和文獻(xiàn)[21]考慮到在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中電壓和無(wú)功限制并不是一成不變的，容許少量的越限這一情況，將電壓限值模糊化，提出一種模糊線性規(guī)劃方法，目標(biāo)是確定維持電壓所需增加的最少無(wú)功功率。算例表明該方法比通常的線性規(guī)劃方法更具實(shí)用性。文獻(xiàn)[27]根據(jù)對(duì)故障點(diǎn)控制強(qiáng)的那些節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)無(wú)功電壓局部控制域的要求，考慮到控制強(qiáng)與弱本身具有一定的模糊性，提出了一種用隸屬度來(lái)表征控制強(qiáng)弱，用模糊數(shù)學(xué)聚類分析法進(jìn)行緊急狀態(tài)下無(wú)功電壓局部控制分域的方法。在變電站電壓控制方面，文獻(xiàn)[28]提出了一種用于綜合控制并聯(lián)電容器投切和有載調(diào)壓變壓器分接頭切換的模糊控制算法，給出了模糊化、模糊推理和模糊判決的具體實(shí)現(xiàn)方法。與傳統(tǒng)控制算法比較表明，該算法計(jì)算量小，便于用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，不但能有效維持電壓在一定范圍內(nèi)，且有利于迅速恢復(fù)故障系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性。為了解決系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化控制問(wèn)題，文獻(xiàn)[26]將無(wú)功損耗最小、 提高電壓質(zhì)量、減少控制次數(shù)等多個(gè)目標(biāo)加以平衡，把這些目標(biāo)和電壓等狀態(tài)變量的限制模糊化，提出了模糊多目標(biāo)優(yōu)化控制方法。在實(shí)際地區(qū)電網(wǎng)模型中采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字測(cè)試證明了該方法的有效性和靈活性。文獻(xiàn)[29]則采用線性規(guī)劃結(jié)合模糊數(shù)學(xué)的尋優(yōu)原理綜合處理方法，給出了無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題的線性規(guī)劃及有關(guān)各目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)隸屬函數(shù)，從而得出了多目標(biāo)問(wèn)題令人滿意的結(jié)果。模糊技術(shù)存在著自學(xué)習(xí)能力等問(wèn)題，為了克服這些不足，目前有許多研究將模糊理論與其它人工智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)，取得了較好的效果。文獻(xiàn)[22]考慮無(wú)功負(fù)荷不能精確確定的情況，將模糊理論與ANN、專家系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)無(wú)功優(yōu)化控制。文中應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定各控制變量的隸屬度，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為模糊化的無(wú)功負(fù)荷，輸出為模糊化的控制變量，然后通過(guò)專家系統(tǒng)的啟發(fā)式知識(shí)求取使控制變量調(diào)節(jié)量最小的控制方式，使該方法具有更好的實(shí)時(shí)性能。數(shù)字仿真結(jié)果證明該方法能夠適用于在線的系統(tǒng)電壓無(wú)功控制。應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行無(wú)功電壓控制存在的主要問(wèn)題有：①信息簡(jiǎn)單的模糊處理將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低，若要提高精度則必然增加量化級(jí)數(shù)，從而導(dǎo)致規(guī)則搜索范圍擴(kuò)大，降低決策速度；②缺乏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，難以定義精確的控制目標(biāo)；③控制規(guī)則的選擇、論域的選擇、模糊集的定義、量化因子的選取等多采用試湊法，這對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)有時(shí)是難以奏效的。將模糊技術(shù)與專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法以及傳統(tǒng)控制方法融合，可以增強(qiáng)處理不確定性問(wèn)題的能力，在一定程度上解決單純模糊控制存在的問(wèn)題，這是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一,也給模糊理論應(yīng)用于電力系統(tǒng)電壓無(wú)功控制帶來(lái)了新的活力。隨著對(duì)模糊控制理論研究的進(jìn)一步深入，相關(guān)的研究成果會(huì)逐步走向?qū)嵱谩４送?，模糊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)辨識(shí)還未形成完善的理論，如何在無(wú)功電壓控制中選擇適當(dāng)?shù)哪：到y(tǒng)結(jié)構(gòu)也是值得研究的課題，目前較好的方法是將模糊控制與優(yōu)化理論相結(jié)合。結(jié)合本文的論述可以看出，作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分，電力系統(tǒng)無(wú)功電壓控制具有電力系統(tǒng)控制所固有的復(fù)雜性、非線性、不精確性及實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特性，其中有些方
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