改进单神经元pid用于预防水轮机组功率振荡 application of improved single neuron pid controller in prevention of low-frequency oscillation.pdfVIP

第29卷第9期 电力科学与工程 V01．29．No．9 48 2013年9月 El优tricPo啪rScie眦e粕d Enginee血g sep．，2013 改进单神经元PID用于预防水轮机组功率振荡 李晓娇1，孙建平1，刘友宽2，高东磊1，张建辉1 (1．华北电力大学控制与计算机工程学院，河北保定071003； 2．云南电网电力研究院，云南昆明650217) 摘要：原动机侧的功率波动会导致电网的低频振荡，严重威胁电力系统的安全稳定运行。水轮机组运行 工况的变化会导致固定参数的经典PID控制器的控制品质变差，甚至引起机组有功功率的波动。采用改 进单神经元PID控制器来代替水轮机组功率控制回路中的经典PID控制器，通过建模仿真并对比两者的 控制品质，证明了改进单神经元PID控制器可以消除工况变化所带来的影响，保证水轮机组的稳定出力。 关键词：功率振荡；水轮机组；水头；单神经元PID控制器 中图分类号：11P273 文献标识码：A DOI：10．3969／i．issn．1672—0792．2013．09．010 元自适应能力强及PID控制简单且精度高的优点， O 引言 使控制器具有了自适应能力，增强了系统的鲁 棒性。 低频振荡是指电力系统中联络线上有功功率 在振荡频率为0．2—2．5Hz范围内波动。低频振 荡对电网的安全稳定运行造成了严重的威胁。研 究表明，原动机侧的功率波动是造成电网低频振 荡的原因之一。发电机组是整个电力系统的源头， 只有保证发电机组出力稳定，才能保证电力系统 图l单神经元自适应Pm控制结构 St棚ctumof 的正常运行。水电机组在运行过程中所处的工况 Fig．1 single 经常会偏离额定工况，如水轮机组的水头会发生 单神经元的输入为： 偏离额定水头的情况。在这种情况下，因被控对 z，(晟)=e(庇)茗：(蠡)=e(而)一e(后一1) 象特性发生变化，经典PID控制器的控制效果会 变差。因此采用自适应PID来进行控制是十分必式中：e(Ij})=r(．j})一)，(晟)。 要的。常用的自适应PID有模糊控制PID、专家 单神经元PID控制器通过调整加权系数实现 了自适应、自组织的功能。权系数的调整按照有 控制PID、单神经元PID等。前两者需要丰富的 工作经验来做依托，具有局限性。本文针对云南 监督的Hebb学习规则实现，3个权值更新规 某水电机组模型，采用改进单神经元PID进行控则为： 制。该控制器可根据水头变化调整参数，消除工 埘。(后)=tt，l(南一1)+AIz(后)u(后)戈。(后) 况变化对机组功率控制品质的影响。 叫2(庇)=训2(矗一1)+AP彳(后)“(后)石2(惫) 埘，(南)=埘，(南一1)+A。彳(矗)M(五)戈，(而) 1单神经元Pm 和微分D的学习速率，采用不同的学习速率以便 对不同的权系数进行调整。 单神经元PID控制器(图1)综合了单神经 收稿日期：2013一04—21。 万方数据 P0wER 第9期