论文部分内容阅读
摘要 设计基于TSC和模糊专家系统的电压无功综合控制装置，介绍控制原理，描述系统的软硬件结构，经数字仿真能取得良好的控制效果。
关键词 电压无功控制；模糊专家系统；TSC；VQC
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1671-489X（2008）016-0131-03
1 引言
在国际原油日益紧张的今天，节能已成为全世界的第一大主题。同样，在电力行业中，如何提高电能质量、降低损耗的问题也显得尤为重要。电压无功的最优控制是提高供电质量、减少线路损耗的主要手段。
本文设计的新型电压无功控制装置，解决了调节次数的问题，具备了模糊控制处理不确定性问题的能力和专家系统的综合决策能力，弥补了当前电压无功控制装置存在的不足。
2 控制原理
2.1 TSC控制方式[1]变电站电压无功控制的基本原则是：保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调节次数。与机械开关相比，电力电子开关克服了过去传统设备不可控、可靠性低、开断设备易损坏和维护烦琐等缺点，可以实现频繁投切。故本装置采用TSC控制方式。
TSC的典型装置通常由两大部分组成：一部分为TSC主电路，它包括晶闸管阀(若干组)、补偿电容器(同样分成若干组)及阻尼电抗器；另一部分为TSC控制系统，主要由数据采集与检测、参数运算、投切控制、触发控制4个环节组成。
模糊控制方法适于处理不确定性、不精确性以及噪声带来的问题，易于实现知识的抽取和表达；具有较强的鲁棒性，能够克服非线性因素的影响；但不能简化问题，难于提高决策速度。专家系统则能够使用逻辑性知识，有效地简化问题，快速求解问题的启发性知识，能够运用人类专家的知识和解决问题的方法进行推理和判断，具有较强的综合决策能力；但容错能力较差，不能很好地处理不确定性问题。为此，本文提出了基于模糊控制和专家系统的电压无功控制方法，即模糊专家控制系统（见图1）。
3.2 软件结构VQC装置采用北京亚控公司的工业组态软件组态王6.03。软件部分的设计主要包括：主控制器软件部分（用户界面与状态显示、通讯功能、数据处理部分、通信与控制部分、监测显示功能、控制功能、远程手动控制部分、自动检测与控制功能、运行方式自适应功能），从控制器软件部分（定值整定、控制TSC投切、闭锁功能），其结构流程图如图3、图4所示。
4 仿真及结果
采用Matlab 7.0进行仿真实验。由于研究变电站VQC问题时电网中必须有一个无穷大点，因此直接取最简单的一种电力系统，即单机—无穷大系统开展仿真分析，如图5所示。
从以上结果可以看出，采用模糊专家控制方式投切电容器，较好地协调了负荷无功功率、结点电压、功率因数三者之间的关系，解决了电压质量和功率因数之间的矛盾，达到了比较理想的控制效果。
5 结论
本文设计的新型电压无功控制装置采用了模糊控制和专家系统的电压无功控制方法，提出基于TSC的电压无功优化方案，通过仿真实验研究表明,控制效果令人满意。
参考文献
[1]何湘阳,黄纯,周晓珊.晶闸管智能投切无功补偿装置的研究与设计[J].大众科技,2007(99):114-115
[2]何湘阳,黄纯.变电站电压无功优化分散控制装置的研制[J].岳阳职业技术学院学报,2006,21(1):65-68
关键词 电压无功控制；模糊专家系统；TSC；VQC
中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1671-489X（2008）016-0131-03
1 引言
在国际原油日益紧张的今天，节能已成为全世界的第一大主题。同样，在电力行业中，如何提高电能质量、降低损耗的问题也显得尤为重要。电压无功的最优控制是提高供电质量、减少线路损耗的主要手段。
本文设计的新型电压无功控制装置，解决了调节次数的问题，具备了模糊控制处理不确定性问题的能力和专家系统的综合决策能力，弥补了当前电压无功控制装置存在的不足。
2 控制原理
2.1 TSC控制方式[1]变电站电压无功控制的基本原则是：保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调节次数。与机械开关相比，电力电子开关克服了过去传统设备不可控、可靠性低、开断设备易损坏和维护烦琐等缺点，可以实现频繁投切。故本装置采用TSC控制方式。
TSC的典型装置通常由两大部分组成：一部分为TSC主电路，它包括晶闸管阀(若干组)、补偿电容器(同样分成若干组)及阻尼电抗器；另一部分为TSC控制系统，主要由数据采集与检测、参数运算、投切控制、触发控制4个环节组成。
模糊控制方法适于处理不确定性、不精确性以及噪声带来的问题，易于实现知识的抽取和表达；具有较强的鲁棒性，能够克服非线性因素的影响；但不能简化问题，难于提高决策速度。专家系统则能够使用逻辑性知识，有效地简化问题，快速求解问题的启发性知识，能够运用人类专家的知识和解决问题的方法进行推理和判断，具有较强的综合决策能力；但容错能力较差，不能很好地处理不确定性问题。为此，本文提出了基于模糊控制和专家系统的电压无功控制方法，即模糊专家控制系统（见图1）。
3.2 软件结构VQC装置采用北京亚控公司的工业组态软件组态王6.03。软件部分的设计主要包括：主控制器软件部分（用户界面与状态显示、通讯功能、数据处理部分、通信与控制部分、监测显示功能、控制功能、远程手动控制部分、自动检测与控制功能、运行方式自适应功能），从控制器软件部分（定值整定、控制TSC投切、闭锁功能），其结构流程图如图3、图4所示。
4 仿真及结果
采用Matlab 7.0进行仿真实验。由于研究变电站VQC问题时电网中必须有一个无穷大点，因此直接取最简单的一种电力系统，即单机—无穷大系统开展仿真分析，如图5所示。
从以上结果可以看出，采用模糊专家控制方式投切电容器，较好地协调了负荷无功功率、结点电压、功率因数三者之间的关系，解决了电压质量和功率因数之间的矛盾，达到了比较理想的控制效果。
5 结论
本文设计的新型电压无功控制装置采用了模糊控制和专家系统的电压无功控制方法，提出基于TSC的电压无功优化方案，通过仿真实验研究表明,控制效果令人满意。
参考文献
[1]何湘阳,黄纯,周晓珊.晶闸管智能投切无功补偿装置的研究与设计[J].大众科技,2007(99):114-115
[2]何湘阳,黄纯.变电站电压无功优化分散控制装置的研制[J].岳阳职业技术学院学报,2006,21(1):65-68