模糊神经网络在电网综合补偿器设计中的应用.doc

模糊神经网络在电网综合补偿器设计中的应用 秦华标　林土胜　赖声礼　徐向民　胡鲜 摘　要： 根据电网综合补偿器多输入多输出(MIMO)及非线性的特点， 提出了一种基于模糊神经网络的设计方法， 并首次采用该方法对电网综合补偿器的控制规则和设备参数进行了设计. 实验结果证明了电网综合补偿器的可行性和模糊神经网络设计方法的有效性. 关键词： 模糊控制； 神经网络； 综合补偿器分类号： TP 182　　文献标识码： A文章编号： 1000-565X(2000)03-0115-06 Application of Fuzzy Neural Network in the Design of Power-supply General Compensators QIN Hua-biao　LIN Tu-sheng　LAI Sheng-li　XU Xiang-min　HU Xian（College of Electronics and Information Engineering, South China Univ.of Tech., Guangzhou 510640, China） Abstract：According to the multi-input/multi-output (MIMO) non-linear properties of ge-neral compensator, this article presents a new approach in the design of general compensator based on the principles of fuzzy neural networks. And for the first time the approach is applied to automate the generation of fuzzy control rules and device parameters. The results of experiments testified the feasibility of general compensator and the validity of the approach. Key words：fuzzy control; neural network; general compensator▲ 　　自电能得到广泛使用以来， 人们一直在努力解决影响电网质量的各种问题， 并研制了多种调节补偿装置， 如SVC(静止无功补偿器)、 ASVG(静止无功发生器)、 TCPS(可控移相器)、 APF(有源滤波器)等. 但以上研究都只是针对影响电网质量的某一两项指标进行控制. 由于电力系统是一个非常复杂的网络系统， 影响供电质量的因素众多， 各个参数之间又相互关联， 为了更好、 更全面地解决这些问题， 必须研制一种综合补偿系统. 我们所研制的电网综合补偿器就是一种能同时对电压、 无功功率、 三相不平衡、 谐波等进行调节和补偿的控制系统. 　　电网综合补偿器是一个多输入多输出(MIMO)的非线性系统， 难以建立精确的数学模型， 虽然其无功调节可采用模糊控制予以实现［1］， 但综合补偿器的问题要复杂得多， 如何得到合理的模糊控制规则及选择合适的设备参数， 仍是一个难题. 为此笔者提出一种基于模糊神经网络的设计方法， 它能根据电网运行中的实际参数， 自动得出电网综合补偿器的设备参数和控制规则. 该方法在实际设计中应用后， 取得了良好效果. 1　电网综合补偿器的原理及模糊控制模型 　　常规的电力系统补偿器主要用于电压和无功功率的补偿. 随着国民经济的发展， 用电设备的种类和数量日益增多， 出现了大量的电力电子设备和不对称负载， 电网中不平衡与谐波造成的危害日益严重， 必须对电压、 无功功率、 三相不平衡、 谐波等多项因素进行综合补偿， 其中无功功率和三相不平衡的补偿在理论计算和设备上更是密切相关. 本文将着重讨论对它们的综合补偿.　　如图1所示的补偿电路， 设电压是平衡的， 按文献［2］的方法， 电网中无功功率和负载电流的不平衡将通过该电路同时得到补偿. 该理想补偿网络可满足以下要求： 1) 补偿后的功率因数为1； 2) 补偿后电流平衡， 即不含零序和负序分量； 3) 补偿网络不消耗有功功率， 故为纯容性或纯感性网络. 因此不难推导得到补偿电纳： ? (1) 式中： Im, Re分别为复数的虚部和实部运算符； I(+)l， I(-)l分别为负载的正、 负序电流，α为复数运算符号，α=ej120°= 图1　补偿电路图Fig.1　Diagram of a compensatory circuit 　　对理想的补偿网络(纯容性或纯感性网络)，