[發明專利]基于過程神經網絡的TCSC控制方法及系統

無效

• 申請號: 201310491509.6
• 申請日: 2013-10-19
• 公開（公告）號: CN103501016A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 賀超英
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力系統控制領域，涉及一種基于過程神經網絡的TCSC（即可控串補）控制方法及系統。

背景技術

電力系統是非線性的復雜系統，而電力電子器件的應用又加劇了系統的非線性程度，采用靈活交流輸電技術FACTS來增強系統的穩定性，從而盡可能地提高線路的傳輸能力，正成為電力系統領域的研究熱點。TCSC（即可控串補）是FACTS概念提出后研究較多并得到實際應用的一種新型控制器。在系統穩態運行時，如果受到干擾導致發電機的功角減少或增加，角速度及角加速度增大或減少，通過調節TCSC的晶閘管的觸發角可以靈活、連續、平滑、大范圍調節輸電線路的等值阻抗，增加系統的阻尼，控制發電機的功角跟蹤穩定值，從而有效地抑制電力系統的低頻振蕩，提高系統的穩定性。

傳統的線性控制方法，如反饋控制、PID控制和最優控制，只能在一個很小的范圍內保證系統的穩定性。利用神經網絡解決復雜系統的控制問題，無需知道系統的數學模型，且易于實現，適用于較一般的線性與非線性系統的控制。但是，迄今為止，對各種實際系統建立的神經網絡模型都沒有考慮與時間有關的變化過程，都是采取一些靜止的輸入量，而電力系統中的各個物理量通常都是隨著時間而變化的，比如機械功率會隨著負載的變化而變化，發電機的功角也是時間的函數，因此，考慮各個物理量隨著時間而變化的過程，建立電力系統的模型，設計針對TCSC的等值阻抗的控制策略，是一個重要的研究課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于過程神經網絡的TCSC控制方法及系統，采用過程神經網絡構造含TCSC單機無窮大電力系統的逆系統模型，充分考慮隨時間變化的各過程，結合經典的線性控制，能夠靈活、連續、平滑、大范圍調節輸電線路的等值阻抗，增加系統的阻尼，控制發電機的功角跟蹤穩定值，從而有效地抑制電力系統的低頻振蕩，提高系統的穩定性。

發明的技術解決方案如下：

一種基于過程神經網絡的TCSC控制方法，對含TCSC的單機無窮大電力系統，通過對發電機的功角進行測量和處理，生成控制信號對TCSC的觸發角進行控制，改變TCSC的等值阻抗，控制發電機的功角跟蹤期望功角，包含如下步驟：

步驟一、采用過程神經網絡構造含TCSC單機無窮大電力系統的逆系統模型；

步驟二、測量TCSC的等值阻抗X_TCSC，并建立阻抗-觸發角對應表α＝f(X_TCSC)；

步驟三、測量發電機的功角δ_a和機械功率P_m，通過一個附加線性控制器G_c(s)與步驟一中的過程神經網絡連接，將發電機的期望功角δ_p和測量功角δ_a之差δ_e作為附加線性控制器的輸入，附加線性控制器輸出跟蹤功角δ_t，將跟蹤功角δ_t和機械功率P_m作為過程神經網絡的輸入，過程神經網絡輸出命令阻抗X_O；

步驟四、采用PID控制器對命令阻抗X_O與步驟二中測量的TCSC的等值阻抗X_TCSC之差進行校正，PID控制器輸出調整阻抗分量，所述調整阻抗分量和命令阻抗X_O之和組成調整阻抗X_C，查詢步驟二中的阻抗-觸發角對應表，得到調整阻抗X_C對應的觸發角α_c，采用觸發脈沖發生器用觸發角α_c觸發TCSC，使得TCSC的等值阻抗等于調整阻抗X_C，從而使得TCSC系統的發電機的功角跟蹤期望功角δ_p。

步驟一中的過程神經網絡采取具有2個輸入節點、9個隱層節點和1個輸出節點的過程神經網絡，輸入與輸出之間的關系為