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基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究.pdf
《电气应用》2006年第25卷第7期
基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究
康明才1 王高平2 杨 超1 张俊芳1
(1.南京理工大学动力工程学院210094
2.河南工业大学450000)
摘 要 设计了可控串联电容补偿装置(TCSC)的模糊自适应整定PID阻抗控制器,克服
了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,使控制质量提高。结合逆系统方法和二次型最优
控制理论,设计了双机系统的TCSC非线性最优稳定控制器。根据TCSC非线性最优控制器在线
计算的容抗值作为命令容抗,通过模糊PID控制器使TCSC实现该命令容抗。仿真结果表明所
设计的控制器有效地阻尼系统振荡,提高了系统的稳定性。
关键词 可控串联补偿 模糊PID线性最优控制 逆系统方法
2.1模糊PID控制系统
1 引言
一个典型的模糊PID控制系统如图1所示,
其中模糊控制器设计是该系统的核心,因为其质量
晶闸管控制的串联补偿装置(TCSC)能灵活
连续地调节补偿容量和线路的正序阻抗,改变系统 好坏直接影响到KP、KI和KD的选取,从而影响
的功率分布,减小功率损耗,增大系统的功率传输 到系统的控制精度。
极限,有效地阻尼系统振荡(低频振荡、次同步振
荡),提高电力系统静态稳定性和暂态稳定性,提
高输送功率。控制器是设计TCSC装置的关键,其
性能的优劣直接影响整个系统的运行性能。以往的
研究大多侧重于TCSC的系统层控制,也就是系统
稳定控制策略,关于下层的阻抗控制方面的研究不
多。传统的TCSC阻抗控制还是采用常规PID控
制,而常规PID控制由于参数不能自整定,在命
图1模糊自整定PID控制器
令阻抗从不同阻抗阶跃到同一阻抗时控制性能不
模糊控制器最简单的实现方法是将一系列模糊
好…,只能在一定的范围内有效,很难有良好的
控制规则离线转化为一个查询表,储存在计算机
鲁棒性。
中,供在线控制时使用。这种模糊控制器结构简
2模糊PID控制 单,使用方便,是最基本的一种形式。本文设计的
是二维模糊控制器,使用的是一个两输入(e,
模糊控制不依赖对象模型,不是用数值变量而
是用语言变量来描述系统特征,具有较强的鲁棒 ec)、三输出(△KP,△KI,△KD)的模糊控制器,
以测量阻抗的误差e和误差变化ec作为模糊控制
性,但其控制精度不高。模糊自适应整定PID的
控制方法能发挥PID和模糊控制两者的优点,克 器的输入,根据不同时刻的e,ec利用模糊推理系
服两者的缺点,对被控系统的适应性强,鲁棒性 统对PID参数进行在线自整定。
好,特别是在系统参数发生改变时同样可以获得令 设各变量模糊集均为
人满意的控制效果,能很好地适应现实生产过程中
对e、ec、K
的控制要求。 P、K。和KD选择合适的隶属度函数
max)决策法,解模糊一般采用中心重心法(een—
南京理工大学科研基金资助项目 troid)。模糊PID控制器构成如图2所示。
一112—
基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究
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