模糊控制技术在电力系统的一些应用1.docVIP

模糊控制技术在电力系统的一些应用 1 引言 随着信息技术的高速发展，越来越多的智能产品出现在我们的生活中，我们对智能控制的要求以及稳定性有了很大的提高。所有我们有必要了解一下智能控制，智能控制有几个重要分支，其中包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法三大分支。这里我们只对模糊控制进行了解和认识。首先我们先了解下什么是模糊控制。 模糊控制就是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。 2模糊控制的特点 简化系统设计的复杂性，特别适用于非线性、时变、滞后、模型不完全系统的控制。 不依赖于被控对象的精确数学模型。 利用控制法则来描述系统变量间的关系。 不用数值而用语言式的模糊变量来描述系统，模糊控制器不必对被控制对象建立完整的数学模式。 模糊控制器是一语言控制器，便于操作人员使用自然语言自然语言进行人机对话。 模糊控制器是一种容易控制、掌握的较理想的非线性控制器，具有较佳的鲁棒性、适应性、强健性(Robustness)及较佳的容错性(Fault Tolerance)。 接下来我们介绍一下模糊控制在家电产品以及机电行业和生产生活等方面的应用。模糊控制在家电方面的应用有模糊电视机、模糊空调器、模糊微波炉以及模糊洗衣机等等。在机电行业的应用有集装箱吊车的模糊控制、单片机温度模糊控制、电梯群控制系统多目标模糊控制等等。生产过程中模糊控制的应用也是无处不在。例如发电厂的煤粉炉、热风炉以及继电保护系统都需要模糊控制理论的参与才能更好的完成发电生产。所以我们谈谈模糊控制在电力系统的应用。 3.1模糊PID控制器在火电厂温度控制系统中的应用 某电厂火力发电机组由锅炉、汽轮机和发电机三大主机及其众多辅助设备组成。目前主机系统已采用DCS集中监控,辅助设备中的供水、循环冷却水等工艺仍为人工手动操作,占用人力资源较多,连续运行的安全性难以得到有效保证,而以水泵为主的辅机系统对于保证整个机组的安全至关重要。在辅机系统中,循环水温度是一个关键过程量,它直接反映汽轮机的工作温度,温度过高可致汽轮机过热损坏,进而使整个机组无法工作。 温度控制是通过调节循环水的给水量实现的,这一过程可用变频调速技术来完成。而辅机系统自身的非线性、大滞后、参数易变异及其数学模型难以确定等特点,使得常规控制方法难以奏效。为此,有学者提出采用模糊PID控制器实现水泵房辅机系统的温度控制,采用PLC作为主控单元,根据系统状态快速调节变频器输出,达到控制温度的目的。火电厂汽轮机组冷却水温度控制系统主要由PLC、变频器、切换继电器、水泵组、温度传感器等组 成,如图1所示。温度主要依靠循环水的给水量进行调节,当温度偏高时,控制水泵电机加大循环水供水量;当温度偏低时,控制水泵电机适当减小循环水供水量。主控单元PLC根据温度传感器检测到的现场温度值与设定温度值进行比较计算,得到温度 偏差及温度偏差的变化率,经过PID运算后(PID运算是在PLC中通过程序完成的),输出0～5V的模糊信号作为调节量进入变频器,用于调节水泵组 的转速及循环水泵的软启动。调节过程的执行是通过PLC数字量端口输出的值驱动切换继电器组完成的,I/O端口数字量输出决定投入运行的水泵台数,完成水泵的启停、变频和工频的切换任务。最终,调整投入运行的水泵台数和单台水泵的变频转速,使机组工作时循环水温度稳定在50±20℃。 4 结束语 综合利用模糊理论及人工神经网络各自的特点形成的模糊神经网络已成为研究提高电力系统温度控制可靠性、快速性、灵敏性及选择性的一个重要发展方向。由于模糊神经网络中已经融入了模糊控制系统的所有信息,包括影响模糊控制器控制性能的所有参数,因此,可通过对其权值和阀值的调整来实现对模糊控制系统参数的综合优化调整,提高控制器的控制精度,保证系统的可靠运行。本文介绍了PID控制器已经在某火力发电厂水泵房辅机系统温度控制中应用。通过模糊PID算法对温度控制过程进行优化,PLC作为主控单元实现这一控制过程,既增强了温度控制系统的环境适应性,又充分利用了PLC的高可靠性和良好的抗干扰特性,保证了系统稳定、可靠地运行。在过程控制中,将优化控制算法和PLC主控单元应用相结合,可以推广应用到很多实际问题中,有较大的应用价值。 随着被控对象变的越来越复杂、控制精度越来越高,使智能控制理论和技术迅速崛起。在众多不确定因素和难以确切描述