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基于“五区图”变电站电压无功模糊控制

作　者: 于雷
导　师: 张明军
学　校: 山东大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: 电压无功控制五区图模糊控制变电站
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 69次
引　用: 3次
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内容摘要

电压是衡量电能质量的一项重要指标,电压质量的好坏直接关系到电网的安全稳定运行,因此保证电压质量合格,是电力系统安全优质供电的重要条件。电压与无功关系密切,无功功率是影响电压质量的重要因素,也是产生网损的重要原因,因此实现无功功率的分层、分区、就地平衡是降低网损、保持电压合格的重要手段。电压无功综合控制以提高全网运行的安全性与经济性为目的,充分合理地利用系统中的各种无功补偿设备与调压设备,在保证电压质量合格、降低网损、提高运行效益的同时,又能留有充足的无功裕度以应付紧急事故,维持系统安全稳定。为此,各级变电站承担着电压与无功调节的重要任务。变电站电压无功综合控制就是利用变电站中的有载调压变压器与并联补偿电容器,进行局部的电压调节与无功补偿,以保证负荷侧母线电压在规定范围内,及变压器一次侧功率因数尽可能接近于1。从控制理论的角度,变电站电压无功综合控制是一个多限值、多目标的最优控制问题；电网中的各电气量相互制约,变压器分接头的调节和并联补偿电容器的投切与电压无功之间的耦合关系相对复杂,协调他们之间的动作存在一定的难度,因此变电站电压无功综合控制策略的完善与否对控制效果的影响至关重要。本文对变电站电压无功综合控制原理进行了讨论,给出数学模型,指出了变电站电压无功控制的基本控制目标。对“五区图”控制策略的操作模型、控制边界、动作启动区、控制盲区等方面进行了着重分析,提出了在“五区图”控制策略的基础上对变电站进行电压无功模糊控制。首先介绍了模糊控制的基本原理,分析设计了变电站电压无功模糊控制器的结构模型,并对模型中的各模块部分进行分析。通过对“五区图”控制策略的模糊区域划分,采用“五区图”控制策略的基于操作优劣距离判据判断各区域的动作策略,并将其作为模糊控制器的模糊控制规则。其次对模糊控制规则的分析,可以得到：采用“五区图”控制策略对变电站进行模糊控制能够有效地改善变电站的电压无功动作情况。最后,采用基于“五区图”控制策略对实例变电站进行电压无功模糊控制仿真。通过对不同模糊词集隶属函数的仿真结果分析,可以看出：模糊词集隶属函数对仿真结果有一定影响,但基本趋势是一致的；而采用基于“五区图”控制策略与改进的“九区图”控制策略对变电站电压无功模糊控制仿真结果比较,“五区图”控制策略能够有效减少设备动作次数,改善电压质量和无功分布。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-23
  1.1 前言  10-11
  1.2 变电站电压无功控制的基本原理及控制目标  11-15
    1.2.1 变电站电压无功控制的基本原理  11-13
    1.2.2 变电站电压无功控制的数学模型  13-14
    1.2.3 变电站电压无功控制目标  14-15
  1.3 变电站电压无功综合控制策略  15-18
    1.3.1 单一控制功能的控制策略  15
    1.3.2 综合控制功能的控制策略  15-18
  1.4 典型电压无功控制策略存在的问题及改进  18-21
    1.4.1 典型电压无功控制策略存在的问题  18
    1.4.2 典型电压无功控制策略的改进  18-21
  1.5 本论文的主要工作  21-23
第二章 "五区图"控制策略分析  23-34
  2.1 "五区图"控制策略的基本原理  23-24
  2.2 "五区图"控制策略边界分析  24-26
  2.3 "五区图"操作模型  26-29
    2.3.1 双参数调节的"五区图"操作模型  26-27
    2.3.2 计及调节增量思想的操作模型  27-29
  2.4 "五区图"控制策略的优缺点  29-32
    2.4.1 "五区图"控制策略的优点  29-31
    2.4.2 "五区图"控制策略存在的问题  31-32
  2.5 小结  32-34
第三章变电站电压无功模糊控制分析  34-46
  3.1 模糊控制解决的问题及其特点  34-35
    3.1.1 模糊控制解决的问题  34
    3.1.2 模糊控制的特点  34-35
  3.2 模糊控制的数学基础  35-38
    3.2.1 模糊集合的概念  35
    3.2.2 模糊集合的表示方法  35-36
    3.2.3 模糊集合的隶属函数  36-37
    3.2.4 模糊逻辑与模糊推理  37-38
  3.3 变电站电压无功模糊控制器设计  38-44
    3.3.1 电压无功模糊控制器系统结构  38-39
    3.3.2 量化因子和比例因子  39-40
    3.3.3 输入、输出变量的模糊化  40-41
    3.3.4 输出模糊量的反模糊化  41-42
    3.3.5 基于"五区图"的模糊控制规则  42-43
    3.3.6 控制规则分析  43-44
  3.4 小结  44-46
第四章变电站电压无功模糊控制实例仿真  46-71
  4.1 MATLAB模糊逻辑工具箱应用  46-53
    4.1.1 模糊逻辑工具箱的简介  46-47
    4.1.2 模糊控制器设计步骤  47-53
  4.2 基于"五区图"变电站电压无功模糊控制实例仿真  53-70
    4.2.1 基于"五区图"电压无功模糊控制器实例设计  54-57
    4.2.2 变电站实例建模仿真  57-62
    4.2.3 仿真结果及分析  62-70
  4.3 小结  70-71
第五章结论与展望  71-73
  5.1 结论  71-72
  5.2 展望  72-73
参考文献  73-77
致谢  77-78
学位论文评阅及答辩情况表  78

基于“五区图”变电站电压无功模糊控制

内容摘要

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