一种变电站电压无功模糊专家控制系统的设计
基于模糊理论的变电站电压无功控制系统设计
一
电压无功控制策略 ， 进而更加减少 了调节变压器分 接头和投切电容器次数 ， 长了电气设备 的寿命 ， 延
保 证 了 电压稳 定 ．
１ ６ ｊ ７ ｌ ８ ｌ ９ ２０ ｐｓ
一
基 项目 佳 １ 大 科 研究 （ ０ —４） 斯大 技研究 （ ０ —４）佳 大学 研究 （ 金 ：２０ 学 垫 项目 １０ １ ， Ｌ 斯 ０ 木 ２ ９ ｏ 佳木 学科 项目 １０ １ 、 木斯 科技 项目 ．９ ７ ２
． ．
５４ ３
佳 木 斯 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
衡、 提高电压合格率、 改善功率因数 、 减少有功损耗 是当前 电力工作者及运行人员普遍关注的问题． 为 此， 本文提出了一种基于模糊理论的变电站电压无 功控制策略． 该方法将结合变 电站实时调节迅速 、 反 应灵 活 的特 点 ， 对供 电 电压及 实 时负荷 的变化做
出有 针 对 陛的反应 ， 有效 地 减少 变压 器分 接头 的调
２ １ 年 ０１
的电压 曲线 ， 区 图难 以实 现 等 问题 ， 因为 上 述 九 正 列 出的一 些主 要 缺 陷 ， 区 图 Ｖ Ｃ在 实 际 使 用 中 九 Ｑ
压无 功范 围为九 区 图的上 下 限 ， 变压 器二次 侧实 取
时 电压 和变压 器 实 时 注 人无 功 与 这 条 曲线上 同一
４ 仿真 分 析
应用 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ软件对某变 电站某一 日的电压
调压 结 果 比较
６６
满足设计要求 ， 提高了电能质量．
６５
６ ４
基于15区图的变电站电压无功控制系统设计
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｏｔ ｇ ｏ ｅ ｏ ｓｃ ｎ ｒｌｏ ａ ｓｏ ｍｅ ｓｂ ｓ ｄ ｏ ｆ ｅ －ｒ ａ ｍｅｈ ｄ ｓｇ ｆｖ ｌ ｅ ｐ ｗ ｒｌ ｓ ｏ ｔ ｆｔ ｎ ｆｒ ｒ ａ ｅ ｎ ｆ ｔ ｎ ａｅ ｔ ｏ ａ ｏ ｒ ｉｅ
维普资讯
第２ 第７ ９卷 期
雷体 文 ， ： 于 １ 等 基 ５区图的 变电站 电压无 功控 制 系统 设计
１ １ １ 控制 区域 ．．
・７ ４・
理论 上 电压无 功 自动 控制 的 区域 既可按 电压 和
无功来划分， 也可按 电压和功率因素来划分。 目 前
一
６
９
２
调节效 果 ， 会增 加调节 操作 次 数 ， 至 有 操作 失 误 并 甚 的危 险 ， 已不适 应 电力 系统 的 发展 需要 。而 软 件 实 现 的 Ｖ Ｃ一 般采用 ９区图控制 策 略 ， 图 １ 由于 ９ Ｑ 见 。
７ ８ １
Ｑ
一
区图未考虑无功调节对电压的影响及 电压调节对无
标， 电压波 动过大 ， 不仅会 影 响 电气设 备 的效率 和 寿 容器投切 １ 档引起的电压变化最大值） Ｑ （ 、 分接头 命， 而且还会 危及 到 系统 的安 全稳 定 运 行 ， 甚至 会 引 调节 １ 档引起 的无功变化最大值 ） Ｑ （ 和 电容器投
起电压崩溃造成大面积停电的严重事故。因此 ， 保 切 １ 档引起的无功变化最大值） 为恒定值 ， Ｑ 将一 ＶＣ
雷体文 ， 庞清 ， 杨君
（ 北海银河继保 电气有 限公 司 ， 广西 北海 ５６０ ） ３００
摘
要： 电压无功控制 系统（ 以下简称 Ｖ Ｃ 是 变电站为保证 电压质量、 Ｑ） 无功平衡和 电网安全可靠经济运行而
无人值守变电站智能辅助控制系统设计分析
无人值守变电站智能辅助控制系统设计分析摘要：通过对无人值守变电站关键技术以及核心功能进行详细的分析，能够对辅助控制系统中存在的不足进行分析，从而对变电站智能化设备进行科学合理的设计，从而实现对变电站图像进行监控，以及对变电站运行相关数据信息进行采集的，保证无人值守变电站智能辅助系统能够更加安全稳定的运行。
关键词：无人值守；变电站；智能辅助控制系统；设计智能辅助控制系统能够对变电站运行维护的综合需求进行满足，并且在智能化技术的辅助下，对变电站辅助系统开展自动化的控制，通过视频图像等方式对变电站内部设备的运行状态进行实时监控。
有效地提升了变电站智能化系统的安全稳定运行。
一、无人值守变电站相关概述（一）系统配置构成智能辅助控制系统作为无人值守变电站重要的组成部分，发挥了关键性的作用。
在系统应用过程中主要肩负着保证变电站运行安全稳定的目的。
智能辅助系统通常情况下是由四个主要系统构成，包括由智能视频监控和智能火灾报警以及安全智能报警和电力环境监控等子系统构成，另外，空调和照明子系统也是重要的辅助子系统。
在传统的辅助控制系统当中，很多辅助子系统是单独运行的，并利用不同的路径对所获取的数据进行上传。
这难以对多个系统实施集中化的监控和统一化的管理，这不仅降低了多个子系统的运行效率，而且还提升了系统管理和运行维护的总成本。
通过智能辅助控制系统的应用能够最大限度地发挥当前辅助系统自身的潜力，极大地节省运行和维护成本费用，最重要的是能够提高整个系统的运行效率。
智能辅助控制系统在运行过程中主要是以智能视频监控子系统为中心，实现对智能火灾报警子系统以及其他子系统的精准化集成。
允许不同子系统之间的实现信息共享和交互作用的同时，还肩负起调度端与车站端自动化系统之间的通信和信息交互，使智能变电站的运行和维护能够满足辅助控制系统的提出创新性要求。
（二）功能实现智能化辅助系统在变电站应用的过程中还能够充分发挥出视频监控以及视频分析和信息采集的重要作用，良好的实现信息传输和远程控制等多项功能。
一种有源电力滤波器直流母线电压模糊控制方法
一种有源电力滤波器直流母线电压模糊控制方法电力滤波器是一种被广泛应用于电力系统中的设备，用于减小谐波对电力系统的影响。
然而，传统的电力滤波器控制方法存在着一些问题，如需要频繁调整控制参数、不能在实时动态环境下适应电力系统的变化等。
为了解决这些问题，提出了一种有源电力滤波器直流母线电压模糊控制方法。
这种控制方法主要包括两个部分：模糊控制算法和直流母线电压控制策略。
模糊控制算法是这种控制方法的核心，它基于模糊逻辑原理，通过判断输入量与一组事先确定的模糊规则之间的关系，来确定输出量的大小。
模糊控制算法的输入量包括电力系统的电压、电流和负载情况等，输出量是有源电力滤波器的电压和电流。
根据这些输入量和输出量之间的关系，可以确定一组模糊规则，并使用模糊控制器进行计算和输出控制信号。
直流母线电压控制策略是指将模糊控制算法应用于电力滤波器的直流母线电压控制上。
直流母线电压是电力系统中的一个重要参数，它的大小与电力系统的稳定运行密切相关。
为了实现对直流母线电压的模糊控制，可以将其与模糊控制算法的输出量进行比较，并根据比较结果调整电力滤波器的工作状态。
具体来说，当直流母线电压高于预设值时，可以通过降低滤波器的输出电压来降低其输出功率；当直流母线电压低于预设值时，则可以通过增加滤波器的输出电压来增加其输出功率。
通过这种方式，可以实现对直流母线电压的模糊控制，保持电力系统的稳定运行。
该直流母线电压模糊控制方法具有以下几个优点：1.简化控制参数调整过程：传统的电力滤波器控制方法需要频繁调整控制参数，而模糊控制算法可以通过模糊逻辑原理自动调整控制参数，无需人工干预。
2.实时适应电力系统变化：电力系统中的负载和电压等参数都是时刻变化的，传统的控制方法往往不能及时适应这些变化。
而模糊控制算法可以根据实时的电力系统状态进行调整，实现对电力系统的动态响应。
3.提高滤波效果：有源电力滤波器主要用于减小电力系统中的谐波和电压波动。
直流母线电压模糊控制方法可以根据电力系统的实际情况调整滤波器的工作状态，从而提高滤波效果。
电网电压无功监控系统的设计
平 的要求很高 ， 不仅投资太大， 且功能过于集中， 风险
太大。因此采用这种控制方式的系统很少。 分层控制 比 较适合于电力系统的物理特点， 因为 电力系统本身就分为网调中心、 地调中心 、 发电厂 、 变 电站等层次。分层控制系统也有两层、 三层甚至四层 结构 。较多的是采用两层结构 ， 其示意 图如图 １ 所 示。第二级全局控制是根据全系统信息来设定所希
模糊逻辑控制由四部分组成 ： 输入量模糊化 、 模 糊算法器 、 模糊判决和去模糊 。（ ） １智能电压无功 自 动控制装置是将变压器的一次电压 、 二次电压、 功率 因数、 有功功率和无功功率作为输入量， 加以模糊化 ， 求出其隶属度。（） ２用数字仿真程序建立变电站的数 学模型， 对各种运 行工况进行精确 的数字仿真， 然后 总结 出模糊控制的规则。或利用专家经验直接获得 规则 ， 如由九 区图提取而成 的专家经验。在此基础 上， 用模糊算法通过 已知的输入量求出输 出量， 即建 立输入／ 输出模糊量的关 系矩阵。（ ） ３ 模糊判决是根 据输出模糊量的隶属度 ， 最终决定模糊控制量。（ ） ４ 去模糊是把模糊判决得到的模糊控 制量还原为实际 控制量， 有载调压变压器分接头挡位和电容器投切的
望的静态整定点， 第一级 （ ） 当地 控制则只根据当地信
息对动态变化作出响应 。这种结构基于分离原理 ， 即 假设电力系统的动力学响应（ 由第一级控制驱动） 和 静态响应（ 由第二级控制驱动） 是可 以彼此独立控制 的。因此， 第二级控制处理较慢的和／ 或高幅值变化 的负荷波动以及协调第一级调节器 ， 修改发电机一次 调节器的整定点或枢纽 电压节点的整定值。而第一 级控制是 自 动的， 必须非常迅速动作 ， 以处理负荷波 动、 拓朴改变和偶然事故造成的快速 随机电压变化。 主要控制对象是发电机电压调节、 变电站的有载调压 变压器抽头和电容器／ 电抗器的投切。
PLC变电站电压无功综合控制系统
别为数据存储空间（ 2． 5KB） 和程序存储空间（ 4KB） 。由于芯 而该系统的存储 片对变电站电压无功控制有着诸多的要求 ， 空间完全能够满足芯片的需要 。 智能电量变送器是该系统 较为重要的组成部分， 其特点主要包括： 可靠性高、 运算精度 高、 获取数据较全面等， 当相关参数被智能电量变送器获取 后， 能够通过通信端口将其读出 ， 而电量采集设备单元的功 能需求也非常需要此种设备的高智能性 。 高抗干扰是智能 电量变送器的设计思路 ， 通过标准电流电压互感器输出和输 、 ， 入 交流采样算法 可对能量、 功率因数、 电流、 电压、 频率等 多种电量值进行精确的计算 。 当对电流电压进行测量的过 精度能够达到 ± 0． 002 ， 但其它电量值可以达到的精度 程中， 为 ± 0． 005 。为此， 智能电量变送器在速度 、 精度等方面都非 常得优越， 能够较好地满足控制系统的要求 。 通过该器件的 控制系统可有效提高自身的可靠性 ， 缩短了系统的开 运用， ， 。 发周期 并确保了开发成本的良好控制 二、 控制系统的软件设计 （ 一） 通信部分。S7 － 226 的通信口包括 Port0 和 Port1 ， 是标准的 RS － 485 接口， 工作方式包括自由口和点对点两 种。对 PLC 与编程器之间的通信， 可对点对点的工作方式进 行运用， 同时也适用于与西门子公司的其它 PLC 组成网络。 就自由口通信的工作方式而言 ， 其是对用户完全开放的 ， 依 据自身的需要， 用户可以对通信协议进行自由的选择 ， 同时 对通信协议进行定义并与其它设备进行通信 ， 且这种设备具 有串行接口。本系统中， 智能仪表与 PLC 之间的通信是通过 自由口通信方式来实现的 。智能仪表对 Modbus 通信规约进 行运用， 为此 PortO 口定义在 PLC 中为自由口方式， 而主机依 据 ModbuB 规约， 对通信请求信息进行组织 ， 利用 XMT 指令 的发送， 可对系统运行参数的请求进行读取 ， 而从机会回送 信息， 直至等到响应超时。信息被从机回送后对其进行 CRC 校验， 如果校验结果非常正确 ， 就可以对系统运行数据区进 行更新； 如果校验结果不正确， 就要放弃该组数据， 重新进行 。 PLC ， 发送 多块智能仪表与 联合组成网络时 若仪表的从机 号相符， 才能顺利地对主机进行信息的回送 。 M0dbus 规约的通信数据格式为 ： 1． 数据长度。
10kV变电站电压无功模糊控制系统设计
摘 要 ：针对变电站传统九区域分区控制方法无视 电压与无功耦合的缺点，结合变电站电压无功控制的实践经验，设计 了 电 变 站
电压无 功模 糊控 制 的控制 系 统 。仿真 数据 表 明，将 模糊 控 制引 入 电压无 功综 合控 制 中，控 制 系统 能够 正确 的完 成对 有载 调压 变压 器 分 接头 的升 降和 电容 器组 的投 切 ，并 可 以避免 设 备频 繁调 节和 振荡 ，提 高 了设 备运 行寿 命 。该系 统 的应用 可 以大大 提 高 电网的质 量 。
ｃ ｎ ｏ． ｉ ｃ ｎ ｏ ｔ ｏ ａ ｌｏ ａ ｏ ｄ ｆｅ ｕ ｎ ｅ ｕａｉｎ ａ ｄ ｏ ｃｌ ｔ ｎ ｔＵ ａｓｎ ｅｌ ｅ ｐ ｆｔｅ ｏ ｔ １ Ｔ ｓ ｏ ｔ ｌｍｅ ｄ ｃ ｎ ａｓ ｖ ｉ ｒｑ ｅ ｔ ｇ ｌｔ ｓｉ ａｉ ｓｒｉｉｇ ｔ ｆｓ ａ ｏ ｒ ｈ ｒ ｈ ｒ ｏ ｎ ｌ ｏ ｈ ｈ ｉ ｎ ｈ
２ Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ ｕｏ ｔ ｎ Ｎ ｒｈ ａ ｔｒ ｉｅｓｔ ｎ ｕ ｎ ｄ ｏ Ｑｉｈ ａ ｇ ａ ６ ０ ４ Ｃ ｉａ ． ｅ ａ ｔ ｎ ｔｍａｉ ， ｏ ｔ ｅｓｅ ｎＵｎｖ ｒｉ ｉ Ｑｉｈ ａ ｇ ａ ， ｎ ｕ ｎ ｄ ｏ０ ６ ０ ， ｈｎ ） ｏＡ ｏ ｙｎ
大 多采 用 电压 和无 功功 率双 参数 构 成 的传统 九 区 域 分 区控 制 图进 行控 制 。传 统九 区 图控 制策 略在
Ｂ Ｏ ａｐｎ ＧＵ －ｉ Ａ Ｙ －ｉｇ， Ｄｅｙｎ
（ ． ｐ ｒｍ ｅ ｔ ｆＭ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ａｎ ａ ｇＵｎ ｖ ｒｉｙｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ａｎ ａ ｇ４ ５ ０ ， ｉ ａ １Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｃ ａ ｉａ ｉｅ ｒｎ ， ｙ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｙ ｎ ５ ０ ０Ｃｈ ｎ ； ｏ Ｅｎ Ｔ
基于专家系统的变电站电压无功综合控制
（ 华北 电力 大学 电气 与 电 子 工程 学 院 ， 京 １２ ０ ） 北 ０２ ６
摘 要 ： 分析 了电压 无功控 制 （ Ｑ ） Ｖ Ｃ 原理 ， 针对 电压 、 功 的各 种运 行控 制 区域 ， 出 了相 应调 节策 略 ， 无 给 提 出了一 种基 于专 家 系统的 变电站 电压 无功控 制 的设 计 方 案 。 以变 电站 的 一条 母 线作 为 一 个 Ｖ Ｃ对 Ｑ 象， 用实时数 据 、 史数 据 、 利 历 充分 的控 制 策略表 ， 实现 了电压 无功 的 自动控 制 。 实践表 明 ， 于此方 案 基
ｆｒ ｎ ｏ ｔｏ ｏ ｅ ｏ ｏｔｇ ｎ ｅ ｃｉｅ ｐ ｗｅ ｓｐ ｏ ｉ ｄ． Ａ ｅ ｉｎ ｆ ｒｓ ｂｓａｉｎ’ ｖ ｌａ ｅ ａ ｄ ｒ ａ ｔｖ ｏ ｒｃ ｎｔｏ ｓ ｄ ｅ ｅ ｔｃ ｎ ｒｌｚ ｎ ｆｖ ｌａ ｅ ａ ｄ ｒ ａ ｔｖ ｏ ｒｗａ ｒ ｖｄｅ ｄ ｓｇ ｏ ｕ ｔｔｏ Ｓ ｏｔｇ ｎ ｅ ｃｉｅ ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｌｂａ ｅ ｏ ｘ ｅ ｔｓ ｓｅ ｗａ ｒ ｐｏ ｅ ． Ｂｙ ｆ ｌ ｓｎｇｔ ｅｒ ａ ｉ ｎ ｓｏ ｉａ ａ ａ，ａ ｕ ａ ｔｓｒ ｔｇｅ ｒｖ ｌａ ｅａ ｄ ｒ ａ ｔｖ ｏ ｒ ｎ ｅ ｐ ｒ ｙ ｔｍ ｓｐ ｏ ｓ ｄ ｕｌ ｕ ｉ ｈ ｅ ｌｔｍｅ ａ ｄ ｈｉｔ ｒｃ ｌｄ ｔ ｙ ｂ ｎｄ ｎ ｔａｅ ｉｓｆ ｏｔ ｇ ｎ ｅ ｃｉｅ ｐ ｗｅ ｏ
使用 寿命 有着重 要 的意 义 ， 减 少无 功 在 线路 上 的流 而 动， 降低 网损 、 济供 电又 是 每一 供 电部 门 的 目标 ， 经 因
ｖ ｌａ ｅ ｌｖ ｌ ｒ ｎ ｆ ｒ ｒｓａｉｎｓ ｐ ｒｉｕｌｒｙ ｂ ｕ ｔｄ ｔ ｈ ｔ ｔｏ ｔ ｏｍｐｉ ａｅ ｒｎｇ ｏｔ ｇ ｅ ｅｓ ｔａ ｓｏ ｍｅ ｔｔｏ ， ａｔｃ ａ ｌ ｅ ｓ ｉｅ ｏ ｔ ｅ ｓａｉｎ ｗｉｈ ｃ ｌｃ ｔｄ ｗｉｉ ．
对电力系统电压无功控制方法分析
对电力系统电压无功控制方法分析摘要：在本文中，笔者分析了关于这几年的电力系统电压无功控制方法：模糊控制法、神经网络、专家系统、九区图策略等等，同时系统的比较了几种方法的优势和劣势。
最后也针对发展前景进行了一定的分析，希望能为广大的相关工作者提供一些参考依据。
关键词：电力系统；电压；无功；控制；方法；策略一、两种不同的控制方法分析（一）基于人工智能的控制策略VQC策略非常复杂，必须要借助准确的数学模型才能进行表达和控制。
但是控制的时候，可能会受到外界环境、网络参数、运行条件等方面的影响。
所以不需要将依靠许多数学模型的人工智能控制得到了广泛的使用。
1.模糊控制按照模糊数学的概念来对模型进行构建，同时根据模糊条件来对人的思维进行仿照，这一般需要借助模糊控制规律、隶属度函数才能完成。
一般的模糊推理方法有很多种，比如Sugeno、Zadeh等等。
过去的九区图充分借鉴了模糊原理，对模糊边界的无功调节进行分析，按照判断的结果将电压状态引进无功调节里。
同时，无功上下限属于和电压状态相关联的两条线。
通过判断的结果，可以在一定程度上避免分接头过多的调节，促使分接头的使用寿命更长。
根据变电所控制的情况，技术人员针对模糊控制系统进行了改进，促使其功能更多。
因为现场电容器投切操作的过程中，会产生瞬时冲击无功的现象，所以需要在模糊控制器里增加两个功能：短期负荷预测、反时限延迟功能。
通过增加新的功能，可以促使整个VQC控制系统的运行效率更高，运行能力更强。
但是，模糊控制也存在一些问题，比如不容易获得模糊规则，不能很好的进行调整等。
对于整个模糊控制核心来说，规则的获得非常重要。
然而因为技术方面的原因，缺少系统化的设计方法。
相关的技术人员、专家凭借主观的经验来获得模糊规则，没有充分借用样本数据的特点，所以具有不准确、不客观的特点。
也因此，这也促使模糊控制的成效受到了一定的限制。
2.神经网络控制所谓的人工神经网络，指的是一种模仿人类大脑神经网络的计算机处理系统。
变电站电压无功模糊逻辑控制系统
１模糊控制系统的设计
１１控制系统的结构 。 电压无功模糊控制系统的结构框图如图 １ 所示，包
Ｉ
Ｎ Ｇ Ｅ
ｑ
Ｎ Ｒ ｏ
ＨＧ ｌＨ
ａ 舢 ｌ
模糊语言变量
图 ３改进的九 区图
括数据采集机构、数据库、实时控制子系统 、离线预估 子系统和控制对象 ５个部分。
系 统运 行 在 不 同的 区域 ， 则 对 应 有 不 同 的 控 制 方
无功控制通过 自动调节有载变压器的分接头和 自动投切 并联补偿 电容器组，实现无功就地平衡 、提 高电压 合格 率、改善功率因数并减少线路的有功损耗。
本 文在 综 合 考 虑 变 电站安 全 、经 济运 行 的 基 础 上 ，
１２ 运行 状态分 区及 改进 的九 区图 。 传统的九区图根据电压和无功功率的有效值作为边 界来划分运行区域。改进 的九区图则根据 电压 、无功功 率输入变量的模糊语言变量来划分运行区域。以无功功 率为横坐标，电压偏差率为纵坐标，按各输入变量的模 糊语言变量分区。图 ３ 是改进的九区图。
２
图 １ 电容器控制策略的三维控制面 ０
由 图１ 析 可得 ： １ 电容 器控 制策略 主要依 赖 于无 ０分 （）
功大小和投切的电容器组数。（） ２ 电容器控制曲面具有一 定的对称性。因为控制在无功大小 的两个方向上是相似
的， 且和 控 制规 则的对 称 性有 关 。３ 当无 功不 平衡 时， （） 则
区与输入 变量的模 糊语言 变量相结合，根据 变电站 电压 、无功 的运行状 态，确 定解耦控制手段 或综合 控制手段 ，控 制分接 头和 电容器来调 节 电压和补 偿无功 。
关键 词 模糊逻辑控 制 九 区图控 制 电压质 量 无功平衡 反 时限
3.3模糊控制器设计举例
2
模糊控制器设计方案： 一、确定模糊控制器的结构及输入、输出语言变量 采用双输入单输出的二维模糊控制器。 输入语言变量：偏差E、偏差变化率EC。 e=r-y e为偏差，r为温度设定值，y为温度测量值。 输出语言变量：可控硅触发电路中的偏置电压的变化 量U
3
模糊控制器
模糊控制系统框图
4
二、输入语言变量偏差E、偏差变化EC和输出语言 变量控制量变化U的语言值的确定
模糊控制器
模糊控制系统框图
1
3.3
模糊控制器设计举例
某电热炉用于金属零件的热处理，要求保持炉温600℃
不变。电热炉的供电电压是由可控硅整流电源提供的，它 的电压连续可调。调整可控硅触发电路中的偏置电压，即 改变可控硅的导通角时，可控硅整流电源的电压可根据需 要调整。
因为炉温受被处理零件多少、体积大小以及电网电压 波动等因素影响，难以建立精确的数学模型。因此采用模 糊控温方案。
化值 u 。
u
16
模糊控制器
模糊控制系统框图
17
模糊控制查询表
e
*
u
*
ec
*
18
以上为初步设计，需到现场调试最终确 定控制参数。 控制规则 隶属函数 量化因子
19
e* , ec* ，且 e* X {-6,-5,,-0,0,,5,6} ec* Y {-6,-5,,0,,5,6}
*
量化后得
将 e* 则
, ec
* ~
模糊化得模糊子集 E * , EC *
~ ~
U ( E EC ) R
* * ~ ~ ~
13
五、解模糊与模糊控制表的生成
-6, ..., 0, …, +6, +7 } ) 上的元素与之一一对应，
电压无功自动控制系统
电压无功自动控制系统（AVC）电压是电力系统电能质量的重要指标之一，而系统的无功平衡是保证电压质量的重要条件；系统中各种无功电源的无功出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求，否则电压就会偏离额定值。
当电压偏低时，系统中的功率损耗和能量损耗加大，电压过低时，还可能危及系统运行的稳定性，甚至引起电压崩溃；而电压过高时，各种电气设备的绝缘可能受到损害。
通过AVC系统合理调节电压和投退无功补偿设备，保障电能质量，实现稳定运行和经济运行，顺应社会发展的战略要求，提高广大用户满意度，共创和谐社会。
设计思想：分布式、并行、递阶、协调求解。
应用范围：适应逐步推广的调度中心+多个集控站的调度运行管理模式，满足调度权与监控权分离的管理要求，集控站数量不限制。
数据获取：集中取数、分布取数，数据源为EMS/SCADA系统。
优化模式：全网优化、集控独立优化。
控制方式：集中控制、分布控制。
相关算法：最优化算法：改进内点法速度快，效果好。
基于阈值搜索和动态分散的电压无功分区算法：用阈值搜索的方法得到初始的分区后，用动态分散法对初始分区进行调整和改进，此方法基于系统的物理特征，不用修改网络模型，不需分析特征值，具有很快的计算速度。
专家系统：自定义规则的专家系统，规则定制灵活，控制目标优先级、控制对象优先级、控制目标组合、控制对象组合、约束条件等可快速定义和定制。
通讯规约：支持标准通讯规约。
支持标准图库解析。
自定义通讯规约和图库转换协议。
系统维护：分布式网络统一维护。
权限管理：网络化权限管理模式。
报表曲线：针对性报表和曲线，贴近用户使用需求，展示并导出。
网络化发布和查询，支持B/S和C/S两种模式。
功能特点：有效控制母线电压在合格范围内，提高电压合格率。
减少有载调压变压器分接开关动作次数，提高电容器投入率，降损节电效果明显。
安全控制功能强，如遇突发事件，控制系统会自动处理，不会发出影响电网与主设备安全的操作指令；如果运行方式发生变化，系统将自动进行网络拓扑，不必进行手工置入开关状态，避免人为错误，真正实现闭环控制。
基于模糊神经网络的变电站电压无功综合控制
作次数使工作 点进入第 １ ， 电压合格而无功尽量 使
接 近 Ｑ Ｏ 在各区的动作如下 ： － ｌ 区：稳定工作 区
成 电网的崩溃 ，导致大 面积 的严重 停 电事故 ，给 国
（ ）变 电站最佳 惆压手段 １ 通过 有载 调压 变压器 分接头 和 电容 器组 投切 的 综合调控 ， 改变变 电站主变压器 电压侧电压和变电站
的无功补偿，从而保证变 电站变压器低压 侧电压 在规
定 的合格范 围内，同时尽量保证变 电站无功功率尽可
ＭＫ ０型电压 自动调整器 ３ 该装置 在控 制原 理上未考 虑对 变 电站的无 功补
（）由 ３ Ｖ及 以上 电压 供 电的用户 ：±５ １ ５ ｋ ％：
（）由 １ ｋ 以下的高压供 电的用户和低压 电力 ２ ０Ｖ
用 户 ： ±７ ％；
Ｉ）低压照 明用户＋ ％一 ０ ３ ５ １ ％。
维普资讯
目 信 息技 术
基于模糊神经 网络 的变 电站 电压无功综合控 制
魏远 航 汪 仁 煌
（ 广东工业 大 学 自动 化学 院 ） 摘要 ：封目前运用较多的变电站电压无功控制设备的原理和缺点进行了分析，并首先提出利用模糊神经网
络来 实现变 电站电压无功控制 的方法 利用模糊神经 网络 控制方法 ．既可保持变 电站电压在合格的范围 内，尽量
其控制 目标 是使 电压和无 功控 制在 … ’区， 首 １
要 日标是将被测母线的 电压控制在规定的上、下ｇ（ ｇｕ 上 限、ｕ 下 限） 间，保证 电压合格 。同时要尽量使 之
基于模糊控制的MPPT控制系统研究
基于模糊控制的MPPT控制系统研究作者：朱佳伟王伟李晓文戚维春来源：《电子技术与软件工程》2018年第15期摘要通过研究光伏电池输出特性和光伏系统最大功率点追踪技术原理，提出了一种基于模糊控制算法的MPPT控制系统，并对该系统的硬件电路和控制算法进行了设计，同时搭建了控制系统仿真模型和原理样机.在此基础上，验证了模糊控制算法在光伏发电系统MPPT方面的正确性和可行性，结果表明系统具有较好的鲁棒性且动态性能良好【关键词】光伏发电系统 MPPT 模糊控制目前，全球范围内能源问题和传统能源的大量使用所引起的环境问题严峻，开发利用新能源是全人类面临的共同课题。
光伏发电以其清洁、可再生的独特优势得到人们青睐，被越来越多的应用于电力、通信、交通等各个领域。
最大功率点跟踪（Maximum PowerPoint Tracking，MPPT）控制技术比起传统的PWM光伏发电控制技术，成本更低，效率更高，因此成为提高光伏发电效率的有效方法。
MPPT旨在输出功率实时追踪光伏电池的最大功率点，各种控制方法被不断地提出并实践，如恒定电压控制法（Constant VoltageTracking，CVT）、扰动观测法（Perturbationand Observation Method，P&O）、导纳增量法（Incremental Conductance，INC）等。
本文利用光伏电池输出特性，研究并设计了一种基于模糊控制思想的MPPT光伏发电系统。
充分发挥模糊控制方法处理被控对象为非线性且精确的数学模型难以得到情况时的优越性，使系统能够更快的跟踪并且无振荡的稳定在最大功率点处，实现光伏电池输出功率最大化，从而提高光能利用率。
1 独立光伏发电系统原理1.1 光伏电池光伏电池基于光伏效应制作而成，半导体表面在太阳光的照射下，光子能量被吸收，使电子从价带跃迁到导带，从而产生电子——空穴对，实现光能到电能的转变。
实际工程应用中，光伏电池一般用如图1所示电路进行等效。
基于模糊控制的电力系统稳定器设计 -毕业论文
基于模糊控制的电力系统稳定器设计作者姓名专业电气工程及其自动化指导教师姓名专业技术职务目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1研究的目的意义 (2)1.2国内外发展现状 (6)1.3设计内容 (7)第二章传统电力系统稳定器的原理 (9)2.1概述 (9)2.2 用于研究低频振荡的电力系统模型 (11)2.3 传统电力系统稳定器的原理 (12)2.3.1 励磁控制对低频振荡的影响 (12)2.3.2 PSS抑制低频振荡的原理 (15)2.4 小结 (16)第三章控制器的设计 (16)3.1 控制系统特点 (16)3.1.1 量化因子的调整 (17)3.1.2模糊控制规则的调整 (20)3.2 控制器的设计方法 (22)3.2.1 模糊化 (22)3.2.2 模糊控制规则推理 (24)3.2.3 反模糊化 (27)3.3 小结 (27)第四章数字仿真 (28)4.1 仿真结果 (29)4.1.1 典型系统模型仿真 (29)4.1.2 仿真结果分析 (31)参考文献 (32)致谢 (33)摘要随着国民经济的发展，重负荷远距离输电线路日益增多，随之产生的电力系统低频振荡问题严重影响了电力系统的稳定运行，电力系统稳定器（PSS）是抑制低频振荡的有效方法，传统的电力系统稳定器是根据线性化后的系统某一典型设计点设计的，而实际的电力系统是非线性的，因此当系统运行点发生改变时，稳定器的作用会减弱，当系统发生大的扰动时可能无法阻止系统的振荡。
为解决传统电力系统稳定器的不足，本文选用模糊控制理论设计新型的电力系统稳定器。
通过分析电力系统低频振荡机理和模糊控制理论基本原理将电力系统低频振荡分析模型和模糊理论控制模型相结合，在设计过程中同时考虑系统遭受的干扰和系统的不确定性，将系统设计目标转化成一种典型的电力系统模型—带地区负荷的单机无穷大电力系统进行了电力系统稳定器的设计研究。
通过考虑系统的干扰和不确定性的频率特性选取合适的加权函数，连同系统的名义模型一起构成所要求的增广被控对象，求出最优的模糊控制的电力系统稳定器。
直流电机模糊控制系统设计
1 绪论直流电动机常常被当做控制元件来使用，离生活越来越近。
PID控制法是控制直流电机常用旳措施。
在有些状况下，控制器都是在对象有精确数学模型旳基础上建立起来旳[1]。
如今研究旳控制系统中将会常常涉和到多变量、非线性、时变旳系统，在这种状况下，要建立数学模型也是非常困难旳，或者主线不能建立模型。
老式旳控制理论迎来了新旳挑战。
一种可以处理语言信息能力旳模糊控制理论旳提出克服了上面旳问题。
在模糊控制理论旳基础上设计出了模糊控制器，并且它可以模仿操作员工旳手动控制。
这种模糊控制器对已知受控对象旳数学模型无明确旳规定，但需注意：模糊控制器对已知被控对象旳数学模型无明确旳规定，并不是在对受控对象无理解旳状况下提出旳[2]。
恰恰相反，它仍然需要对受控对象有一定旳理解，只不过它们是以知识旳模型旳形式而并不是用数学模型体现旳。
因此，在直流电动机中应用模糊控制对现代生活有着重大旳意义，也是一种里程碑。
2 序言伴随时代旳发展，交流和直流调速不停冲击着，不过我国在这个直流调速领域中旳研究不停深入，专家们研制出了全数字直流调速系统[3]。
这个调速系统有着较高旳精度，并且很实用。
直流调速系统有稳速、调速和加减速这个三种控制规定。
在目前旳控制过程中，对于调速和加减速已经得到了良好旳实现，不过在生产过程中稳速旳效果不是很理想。
稳速需要旳是电机在一定旳精度以所规定旳旳转速稳定运行，在某些干扰下，转速波动也不会有大旳变化。
在某些状况下，受控对象和负载参数旳变化很快，使得PID调整器没措施和时适应，因此稳速旳规定很难到达原则。
直流电动机自身是一种非线性旳被控制对象，有许多旳间隙性和弹性旳扰动存在，假如有诸多旳变化量，PID调整器将无法顾和。
以致最终旳设计成果不能到达设计时所需旳规定，将会得到鲁棒性较差旳控制系统。
在这样旳系统中常规旳PID常常不能有效地克服负载、非线性原因和模型参数旳变化因而无法到达高精度和快响应旳规定。
因此在生产过程中这种控制器很难满足生产规定。
变电站无功电压综合调节的模糊控制研究
Ｕｏ
－
对无功电压模型的电压和功率 因数 的上下限边 界进行模糊化处理 ， 模糊控制器的输入量 为电压偏 差和功率因数偏差 ， 出量为变 比和补偿 电容值 。 输 以双回 １０ｋ １ Ｖ的线路 向某变电所供 电为例进行模
糊 控制 器试 验 。
导线采用 Ｌ Ｊ ８ ， Ｇ 一１５ 水平排列 ， 间距离 ４ｍ， 线 线路长 １０ｋ 变 电所装设 Ｓ Ｚ １— １０／ １ ０ ｍ， Ｆ Ｌ ３５０ １０的 有载调压变压器 ， 额定 电压为 １０± ２ ５ ６ ３ １ ３× ． ％／ ．
图 ３中： Ｐ为出线的有功功率 ； Ｑ为出线的无功
维普资讯
２ ８
继 电 器
即无 功 电压控 制 模 型 。
２ 模糊控 制器设计
图 ３ 等效电路图
Ｆ ｇ ３ Ｅ ｕｖ ｌｎ ｉｃ ｉ ｉ ． ｑ ｉａ ｅ ｔ ｒ ｕｔ ｃ
功率 ； 为补偿 容量 ； 为主变压器 的等效阻抗 Ｑ Ｒ （ Ｋ台）其损耗为 Ｐ ∑ ∑ ， ； 主变压器的等效电抗 （ Ｋ 台） 其损耗为 ｑ∑ Ｐ ∑ ， ； 。为主变压器的空载有功损耗 （ Ｋ台 ）ｇ ；。 为主 变压 器 的空 载 无 功损 耗 （ 台） ｎ Ｋ ； 为变 压器 的变 比。 考虑电容器组 的有功损耗式 Ｐ ＝ ｃ 式中， ＫＱ ， Ｋ 为补偿装置的功率损耗系数 （ 一般取 Ｋ ＝ ．０ ｃ ０ ０４ ｋ ｋａ） Ｗ／ ｖｒ 。并把参数归算到低压侧 ， 由图 ３ 得到 电
维普资讯
第 ３ 卷 第 １ 期 ４ ８
２ ０ 年 ９ １ ｔ ０６ 月 ６Ｅ
继 电器
ＲＥＬＡＹ
Байду номын сангаас
Ｖｏ ． ４ １３ Ｎｏ １ ．８
变电站的电压无功综合自动化控制系统
0引言电压是衡量电能质量的一个重要指标，改善电压质量可以节能，也是防止系统电压崩溃、提高安全稳定运行水平的重要条件，电压过高过低，会影响设备的寿命和效率，所以保证用户处的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一，而电力系统运行电压水平取决于无功功率的平衡。
下面就两者的关系来分析电压无功综合自动化系统。
1电压过高过低的危害电压过高的危害包括：（1）加速电气设备绝缘老化，降低寿命。
如普通灯泡电压经常高10%时的寿命是只有电压经常保持额定值时寿命的30%，电子设备各种电子管阴极电压每增加5%，阴极寿命减少一半。
（2）使并联电容器无功补偿设备不能投运，降低经济效益（电容器长期过压不能超10%）。
（3）使变压器等电气设备空载损耗增大，增加线损。
（4）影响客户产品质量。
电压低的危害包括：（1）降低发电机有功出力和输变电设备容量。
（2）降低输电线路充电功率。
（3）降低电容器和电加热设备出力。
（4）增加电网损失、缩短设备寿命。
（5）造成客户减产，并影响产品质量。
（6）造成电网振荡，系统解列，大面积停电，断水，断气，电讯中断，雷达异常，影响人民生活和国防军工用电。
2无功功率的平衡和电压水平的关系系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的要求，否则电压就会偏高额定值。
无功功率负荷及无功功率损耗包括异步电动机（无功负荷），变压器和输电线路（无功损耗）。
无功功率平衡用公式表示：Q ＝Q GC －Q LD －Q L ，即无功备用等于电源无功之和－无功负荷之和－网络无功损耗之和。
当Q ＞0，表示无功功率平衡且有适量的备用；当Q ＜0，则表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。
3电力系统调压的基本原理和主要措施以图1所示的简单电力系统为例，说明常用的各种调压措施所依据的基本原理。
对于用户端母线电压：V b ＝（V G k 1－ΔV ）／k 2≈（V G k 1－PR +QX V）／k 2所以为了调整用户端电压V b ，可采取以下措施：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压；（2）适当选择变压器的变比；（3）改变线路的参数；（4）改变无功功率的分布。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种变电站电压无功模糊专家控制系统的设计
发表时间：2015-01-08T10:33:41.863Z 来源：《科学与技术》2014年第11期下供稿作者：王莉[导读] 变压器电压无功补偿的的方案比较变电站电压无功控制的主要目的是提高变电站二次侧的电压质量和实现无功平衡。
山西大学电子信息工程系王莉
摘要：本文对变电站电压无功控制的技术进行了研究，提出了模糊专家控制的变电站电压无功控制系统。
该系统不仅能避免大量的数学计算，而且能有效减少有载调压变压器的分接头的调节次数和并联电容器组的投切次数，提高了变压器和电容器的运行寿命。
关键词：模糊专家控制系统；电压无功控制；变电站
一、引言近年来，电力系统正在进行大的改造，电压是衡量电力系统电能质量的一个重要指标，而电力系统的无功功率对电压水平有很大的影响。
变电站的改造是电力系统改造的重点。
因此为了适应变电站自动化系统和电压无功综合控制改造的需要，利用现代控制技术设计一种合理高效并能达到综合控制电压无功的控制器势在必行。
二、变压器电压无功补偿的的方案比较变电站电压无功控制的主要目的是提高变电站二次侧的电压质量和实现无功平衡。
为了达到这个目的，变电站目前主要采用以下两种调节手段，调节有载变压器的分接头和投切安装在变压器低压侧的并联电容器组。
这两种调节和控制措施各有优缺点，必须把调节分接头和控制电容器组的投切两者结合起来，进行合理的调控，达到最优控制。
目前，国内外对这种双参数控制提出不少控制方法，比较有代表性的方法有：1.功率因数或母线电压自动控制方法根据用电网的功率因数或母线电压的变化来决定电容器的投切，实现无功补偿和电压的调节。
该控制方式通过功率因数变换器或单片机来控制，实现电容器的投切，但控制精度不高，难以保证电压质量，效果比较差。
[1]2.九区图实现电压无功控制九区图控制方法是将电压和无功上下限值划分为九个区域，各个区域对应不同的控制策略。
该控制方法在一定程度上能满足运行要求，但可靠性和经济性不强，容易出现“投切振荡”。
3.人工神经元网络实现电压无功控制应用人工神经元网络方法实时控制电容器的投切，建立具有两级人工神经元网络的控制网络模型。
该方法用于控制电容器补偿无功，实时控制所需计算量小。
[2]但人工神经元网络的训练对训练数据要求高，训练数据的选取将关系到神经网络性能的好坏。
4.模糊控制和专家系统相结合的方法采用模糊控制和专家系统相结合的方法实现电压无功综合控制，即用模糊专家控制系统实现变电站电压无功控制。
该控制方法对分接头和电容器组实现综合控制，能更好的保持电压在合格范围内维持无功平衡，更好的保持电压稳定。
[3]通过前面几种控制方案的比较，本文引用模糊专家控制理论，改进传统的九区图法的电压无功控制。
该模糊专家控制器能很好的解决原九区图和模糊控制的缺点，利用模糊专家控制算法得出电压无功控制策略去控制分接头调节电压和电容器组投切补偿无功，能有效地减少分接头的动作次数，提高电压质量。
三、电压无功模糊专家控制器的结构电压无功模糊专家控制系统主要由模糊控制去控制变电站电压和无功功率两个变量，而专家系统主要作用是监控系统状态，动态指导调整电压无功模糊控制系统的量化因子和比例因子，主要包含以下5 个模块：变电站运行信息获取模块、基于模糊控制器的电压无功模糊控制模块、基于专家系统的电压无功综合分析模块、控制命令执行模块、电压和无功偏差的量化因子模块以及电压和无功的比例因子。
控制系统框图如图1 所示。
通过专家模糊模糊控制系统框图可知，首先从变电站母线上采集电压和无功的实时数据作为电压无功模糊控制器的的输入量，确定变电站的运行状态，并通过模糊控制对此做出初步的控制策略。
同时，电压无功专家系统将根据系统的动态状态信息，对电压和无功的量化因子和比例因子进行动态选择，模糊控制器根据专家系统所选择的量化因子和比例因子并结合变电站的实际运行约束条件进行综合决策分析，确定最终的电压无功控制命令，通过控制命令模块完成。
四、电压无功模糊专家系统的仿真利用Matlab 中的模糊逻辑工具箱建立变电站电压无功模糊控制器，得出仿真波形。
图2 是采用模糊控制器后的电压波形、无功波形、变压器档位调节及电容器组投切的情况。
图3 是采用模糊专家控制系统后的电压波形、无功波形、变压器档位调节及电容器组投切的情况。
通过图2，图3 比较得，通过模糊专家控制的电压和无功波形比模糊控制系统控制的更加平滑，效果更好；模糊专家控制的变压器档位和电容器组比模糊控制系统控制的调节次数少，投切次数也少。
因此模糊专家控制对变电站电压无功控制能保证变压器二次侧电压维持在合格的范围内，使变压器高压侧的的无功能基本保持平衡，能有效地减少变压器分接头的调节次数和电容器组的投切次数。
5 结语通过国内外对变电站电压无功进行控制的各种控制方案进行比较，提出了采用模糊专家控制对变电站电压无功进行控制，该控制策略可以使变压器分接头和电容器组的动作次数更加合理，因此能降低其的运行和维护费用。
参考文献：[1]陆安定.功率因数与无功功率[M].上海科学普及出版社，2004，89-95[2]赵永存，韩富春，尹庆富等.基于九区图控制的变电站电压无功自动装置[J].山西电力，2005（2）：1-3[3]李升，陈歆技，高山等.基于模糊理论的变电站电压无功控制策略研究[J].电力电容
器，2005（3）：21-24作者简介：王莉，女，山西大学电子信息工程系，教师。