[实用新型]一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统设备领域，具体涉及一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器。

背景技术

电力系统稳定性问题可以分为三大类：电压稳定、功角稳定和频率稳定。另外，根据系统所受到的扰动程度的大小，还可以将系统稳定性问题分为小扰动问题和大扰动问题。在电力系统当中，发电机是通过电力线路并联到一起的，当系统受到干扰时，发电机转子间就会相对摇摆，这将造成系统的振荡。如果系统阻尼不足，振荡不但不能有效抑制，甚至可能会不断增幅振荡，导致系统崩溃。同时低频振荡也严重的影响了系统的稳定性。全国电网的互联提高了系统运行时的经济效益，保证了供电的可靠性，但是，也带来了动态稳定性问题。在众多问题当中，最容易发生的一种动态稳定问题就是低频振荡。随着发电机快速励磁系统的普遍使用，导致系统的阻尼系数降低，世界各地都出现了低频振荡引发的事故。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器，包括预测控制器、被控对象预测模型、单机无穷大系统和限幅环节，参考轨迹系统一侧设置有滚动优化系统，被控对象下端设置有模型，模型下端设置有预测系统，预测控制器一侧设置有单机无穷大系统，单机无穷大系统下端设置有被控对象预测模型，比例环节一侧设置有复位环节，复位环节一侧设置有补偿环节，补偿环节一侧设置有限幅环节。

上述结构中，比例环节能保证输入到PSS中的信号有足够的强度，复位环节能使PSS的最终输出为零，当系统受到干扰时，该环节能保证动态信号的顺利通过，从而保证只有系统受到干扰时，PSS才起作用。补偿环节由若干个超前校正环节组成，每个超前环节可以校正30～40电角度。限幅环节用于限制PSS的输出范围，防止其输出过高或过低，预测控制的控制规律是通过滚动优化系统得到的，在求解控制规律的过程中需要满足一定的性能指标。

作为本实用新型的优选方案：滚动优化系统与被控对象相连接，预测系统与参考轨迹系统相连接。

作为本实用新型的优选方案：预测控制器与单机无穷大系统相连接，预测控制器与被控对象预测模型相连接。

作为本实用新型的优选方案：补偿环节与限幅环节相连接，限幅环节与单机无穷大系统相连接。

本实用新型的有益效果在于：解决非线性系统问题，采用了非线性预测控制，利用粒子群算法进行滚动优化，可以快速得到系统控制输入量，提高了基于粒子群优化系统的响应速度，采用了双模控制策略，可提高系统的控制性能和指标。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器模型预测控制结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器的NMPC PSS结构框图；

图3是本实用新型所述的一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器的PID PSS结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-图2-图3所示，一种基于非线性预测控制的电力系统稳定器，包括预测控制器6、被控对象预测模型7、单机无穷大系统8和限幅环节12，参考轨迹系统1一侧设置有滚动优化系统2，预测控制的控制规律是通过滚动优化系统2得到的，在求解控制规律的过程中需要满足一定的性能指标，被控对象3下端设置有模型5，模型5下端设置有预测系统4，预测控制器6一侧设置有单机无穷大系统8，单机无穷大系统8下端设置有被控对象预测模型7，比例环节9一侧设置有复位环节10，复位环节10一侧设置有补偿环节11，补偿环节11一侧设置有限幅环节12。

上述结构中，比例环节9能保证输入到PSS中的信号有足够的强度，复位环节10能使PSS的最终输出为零，当系统受到干扰时，该环节能保证动态信号的顺利通过，从而保证只有系统受到干扰时，PSS才起作用。补偿环节11由若干个超前校正环节组成，每个超前环节可以校正30～40电角度。限幅环节12用于限制PSS的输出范围，防止其输出过高或过低，预测控制的控制规律是通过滚动优化系统2得到的，在求解控制规律的过程中需要满足一定的性能指标。

作为本实用新型的优选方案：滚动优化系统2与被控对象3相连接，预测系统4与参考轨迹系统1相连接，预测控制器6与单机无穷大系统8相连接，预测控制器6与被控对象预测模型7相连接，补偿环节11与限幅环节12相连接，限幅环节12与单机无穷大系统8相连接。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。