浅析现代控制技术在电力系统控制中的应用

摘要：本文总结了目前电力系统控制所涉及到模糊逻辑控制、线性最优控制、自适应控制等技术在电力系统稳定，自动发电控制，静止无功补偿及串联补偿控制等方面应用研究的主要成果与方法，为广大同仁今后的学习和工作提供一定的借鉴和参考价值。

关键词：现代控制 电力系统 控制 应用

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0034-01

电力系统运行是否安全稳定直接关系到国计民生，因此，选择比较好的电力系统控制技术显得非常关键。随着科学进步发展，电力系统变得越来越大，越来越复杂，其非线性、时变性和不确定性参数越来越明显，其动态网络性也越发明显，而且还含有很多没有建模的部分，这些使得电力系统稳定性问题控制变得非常复杂，正是由于这些复杂问题的出现，使得现代控制理论和技术能够发挥其巨大优势[1]。

1、现代控制技术在电力系统控制中的应用

1.1　模糊逻辑控制在电力系统中应用

模糊逻辑控制是一种模仿人的模糊推理和决策过程的实用方法。它对过程本身不确定性、不精确性和噪声带来的稳定问题比较适用。模糊控制常常用以描述专家系统，专家系统作为一种人工智能方法，广泛应用于电力系统中，对数值方法的许多不足之处进行弥补。知识库系统包括模糊控制器（FLC），它包括专家管理控制系统和专家直接控制系统。专家管理控制系统可以在主循环中利用模糊逻辑对控制器进行调整[2]。

对于任意连续非线性函数，我们可以用一系列模糊变量、数值和规则来进行模拟，其中、和和分别代表输出功率、控制参数的微变化量和频率，在专家管理控制系统中，它们三者经常采用的规则是：若为正，为负，则为负。通过FLC实现的专家直接控制系统的规则是：若为正，为负，则为零，为电力系统稳定器（PSS）信号。FLC的功能在加入自适应特点后，明显得到改善，譬如我们采用了自适应模糊逻辑控制器（AFLC）之后，其PSS性能明显比常规PSS好很多。模糊知识库控制（FKBC）：FKBC的功能显示，主要由两个假定的输入变量和一个输出变量参数以及这些变量之间的规则来确定，频率偏移和输出功率偏移为两个输入变量，稳态信号是一个输出变量，规则是和前置单元进行的“与”操作是最小操作或积操作以及多种非模糊化操作。对于每一个小输入和都是的成员变量，其中和的积操作是每个规则的阈值，其结果为第i条规则的阈值。当使用相应的成员函数时，可以由规则的阈值推导出一个相应的输出，FKBC的总输出是：

（1）

其中，。

从（1）式很容易推出m条规则。FLC有两个输入变量和，以及一个输出变量。专家知识来决定控制器的初始化参数，否则将设定为任意值，对于不同的工况条件，控制器会根据工况的实际情况来在线计算控制参数。

1.2　最优控制在电力系统中应用

现代控制理论的一个重要组成部分，最优化控制，它也是最优化理论在控制问题中的一种表现。其中应用最为广泛、最为成熟的一个分支当属线性最优化控制。对一般线性最优控制系统[3]，提法如下：

控制系统，

阶矩阵，阶矩阵。

性能指标　：

为终端时间，为终端状态，目标集。

由此最优控制问题可表述为：求一允许控制使系统由初始状态出发在时间间隔内，到达目标集，并使性能指标J为最小。变分法和最大原理是线性最优控制求解问题最主要的两种方法。如果性能指标采用二次型性能指标，则线性最优控制系统的设计转化为从黎卡提方程中，解出P阵，从而得到最优控制的问题。在二次性能指标中，如何选择权阵R、Q是一项比较困难的工作，对于不同的R、Q，应该对于该R、Q所确定的性能指标来进行最优化控制。所以，在线性最优控制器设计中，选择恰当的权阵R、Q是十分关键的。

线性最优化控制在电力系统控制中已经得到了很广泛的应用，其在电力系统控制中起着关键的作用。但是这种控制技术也存在一定的局限性，对于非线性比较强的系统，控制效果就不是很理想。对于强非线性系统，我们应该采用非线性先进控制理论和方法来实现控制。

1.3　自适应控制在电力系统中应用

自适应控制是针对控制系统对工程控制参数变化，以及没有建模部分的变化不是很敏感的情况，使得控制系统能够感受到这个不敏感的变化，并且能够根据其变化大小，进行实时调整控制参数和控制策略，以使控制结果保持最优。自适应控制自身的特点决定了其将一直受到电力行业的青睐和重视。该控制技术在电力系统稳定器控制、无功补偿器控制、负荷频率控制等领域起着举足轻重的作用，已经取得了很大的成果和进步。

2、结语

综上所述，电力系统是一个具有多维数的巨大的动态网络系统，它自身的非线性、时变性和不确定参数等特性使得该系统很难得到有效地控制，作为一名电力工作者，我们只有认真研究现代先进的控制技术，让这些技术更好地服务于电力系统稳定性控制，使得电力系统具有良好的稳定性。

参考文献

[1]祖月红，王洁，刘影.电力系统中的现代控制技术[J].湖北水力发电，2002（2）：56-57.

[2]韩桢祥，文福拴.人工神经网络在电力系统中应用的新进展（一）[J].电力系统自动化，1993，l7（1）：53-59.

[3]王浩.浅谈现代控制技术在电气工程系统中的应用[J].河北企业，2011（7）：87-88.