[發(fā)明專利]基于無模型自適應(yīng)控制算法的發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310316663.X
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103595062A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐小艷;趙藝;陸超;李建;段剛
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)四川省電力公司;清華大學(xué);北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于無模型自適應(yīng)控制算法的發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制方法，其特征在于，該方法包括：

1)根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制方法的傳遞函數(shù)表達(dá)式及參數(shù)計算公式得到傳統(tǒng)發(fā)電廣域阻尼控制方法的控制參數(shù)；

2)定義被控電力系統(tǒng)的動態(tài)線性表達(dá)式、控制準(zhǔn)則函數(shù)表達(dá)式和偽梯度向量估計準(zhǔn)則函數(shù)表達(dá)式；

3）然后根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制方法得到的控制參數(shù)計算發(fā)電機(jī)廣域阻尼自適應(yīng)控制方法的控制參數(shù)初始值，包括偽梯度向量的初始值懲罰因子γ；

4）以步驟3）中得到偽梯度向量初始值為初始點，利用被控系統(tǒng)實測的輸入輸出數(shù)據(jù)在線更新偽梯度向量的估計值

5）最后根據(jù)在線更新的偽梯度向量的估計值計算發(fā)電機(jī)廣域阻尼自適應(yīng)控制信號；

6）將步驟5）中的發(fā)電機(jī)廣域阻尼自適應(yīng)控制信號作用于被控電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)勵磁端，k增加1，重復(fù)步驟4）～6）直至達(dá)到所需計算的發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制信號的最大時刻。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟3）根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)廣域阻尼控制方法得到的控制參數(shù)計算發(fā)電機(jī)廣域阻尼自適應(yīng)控制方法的控制參數(shù)初始值，包括偽梯度向量的初始值具體實現(xiàn)方式為：

取偽階數(shù)L_u＝3和L_y＝3,通過極小化控制準(zhǔn)則函數(shù)得到發(fā)電機(jī)廣域阻尼自適應(yīng)控制方法的控制律表達(dá)式為：

u(k)=u(k-1)+ρkφ^u1(k)γ+|φ^u1(k)|2[y*(k+1)-y(k)-φ^y1(k)Δy(k)-φ^y2(k)Δy(k-1)---(6)]]>

-φ^y3(k)Δy(k-2)-φ^u2(k)Δu(k-1)-φ^u3(k)Δu(k-2)]]]>

其中ρ_k為步長序列；

將k+1時刻區(qū)間頻差信號的期望值y^*(k+1)取為0；

令所述控制律的離散傳遞函數(shù)表達(dá)式為：

KM(z)=θe(k){[1+φ^y1(k)]z3+[φ^y2(k)-φ^y1(k)]z2+[φ^y3(k)-φ^y2(k)]z-φ^y3(k)}z3+(θe(k)φ^u2(k)-1)z2+θe(k)(φ^u3(k)-φ^u2(k))z-θe(k)φ^u3(k)---(7)]]>

=θe(k){[1+φ^y1(k)]z3+[φ^y2(k)-φ^y1(k)]z2+[φ^y3(k)-φ^y2(k)]z-φ^y3(k)}(z-1)[z2+(θe(k)φ^u2(k)z+θe(k)φ^u3(k)]]]>

離散傳遞函數(shù)K_M(z)由三個零點和三個極點組成，其中一個極點為1；

將k=1時刻K_M(z)的零極點取值與K_C(s)的零極點相同；其中k=1時刻K_M(z)的一個零點配置在極點1附近，另外兩個零點和兩個極點分別與K_C(s)的零點和極點相同；

假設(shè)x₀₁，x₀₂，x₀₃為表達(dá)式[1+φ^y1(1)]z3+[φ^y2(1)-φ^y1(1)]z2+[φ^y3(1)-φ^y2(1)]z-φ^y3(1)=0]]>的三個根；x₀₁為在極點1附近的零點，（為減小零點x₀₁和極點1對振蕩模式的動態(tài)性能影響，）取該零點到原點的距離為區(qū)間低頻振蕩模式對應(yīng)的特征根到虛軸距離的1/5，即其中T_s=0.1s，ξ₀=7.576%，ω_d=3.662；x₀₂＝x₀₃與K_C(s)中的零點相同，即x02=x03=e-1T1Ts=e-10.34×0.1=0.7452;]]>

令z＝1，得到11+φ^y1(1)=(1-x01)(1-x02)2=(1-0.9945)(1-0.7452)2;]]>

根據(jù)上述等式得到計算的表達(dá)式如式（8）所示：

φ^y1(1)=1(1-x01)(1-x02)2-1=2800---(8)]]>

由于K_M(z)化簡為：

≈θe(1){φ^y1(1)z3+[φ^y2(1)-φ^y1(1)]z2+[φ^y3(1)-φ^y2(1)]z-φ^y3(1)}z3+(θe(1)φ^u2(1)-1)z2+θe(1)(φ^u3(1)-φ^u2(1))z-θe(1)φ^u3(1)---(9)]]>

=θe(1)[φ^y1(1)z2+φ^y2(1)z+φ^y3(1)][z2+θe(1)φ^u2(1)z+θeφ^u3(1)]]]>

根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系式得到如下關(guān)系式：

-φ^y2(1)φ^y1(1)=2×e-10.34×0.1---(10)]]>

φ^y3(1)φ^y1(1)=(x02)2=e-10.34×0.1×2=0.555---(11)]]>

由式（10）、（11）得到計算的表達(dá)式如式（12）、（13）所示：

φ^y2(1)=-2x02·φ^y1(1)=-4173---(12)]]>

φ^y3(1)=φ^y1(1)·(x02)2=1555---(13)]]>

假設(shè)極點x_p2、x_p3為的兩個根，取x_p2、x_p3與K_C(s)中的極點相同，即xp2=xp3=e-1T2Ts=e-10.22×0.1=0.635;]]>

根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系式得到如下關(guān)系式：

-θe(1)φ^u2(1)2=xp2---(14)]]>

θe(1)φ^u3(1)=(xp2)2---(15)]]>

由式（14）、（15）得到計算的表達(dá)式如式（16）、（17）所示：

θe(1)φ^u2(1)=-2xp2=2×e-10.22×0.1=-1.27---(16)]]>

θe(1)φ^u3(1)=(xp2)2=e-10.22×0.2=0.4029---(17)]]>

令|KC(s)||s=jωd=|KM(z)||z=ejωdTs,]]>得到如下等式：

θe(1)[φ^y1(1)+φ^y2(1)+φ^y3(1)][1+θe(1)φ^u2(1)+θe(1)φ^u3(1)]=Kc=0.064---(18)]]>

式（18）中和均已知，得到θ_e(1)的計算表達(dá)式如式（19）所示：

θe(1)=Kc·[1+θe(1)φ^u2(1)+θe(1)φ^u3(1)][φ^y1(1)+φ^y2(1)+φ^y3(1)]=4.6955×10-5---(19)]]>

根據(jù)式（19）得到的θ_e(1)的取值計算出

由于按經(jīng)驗值選取ρ_k＝0.7,γ＝10⁶，則根據(jù)θ_e(1)的表達(dá)式算出φ_u1(k)＝67.3。