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1、 基于灰预测设计电力系统稳定器 目 录 第一章绪论 1.1研究背景与动机 1.2国内外研究现状 1.3研究方法与目的 1.4论文主攻方向 第二章混合整数蚁行混合差分进化法 2.1 前言 2.2 模态展开理论 2.3 特征结构指定法 2.4特征结构指定法于电力系统稳定器设计之应用 2.5本章小结 第三章适用于电力系统的最佳降阶理论 3.1前言 3.2 最佳降阶理论 3.3 最佳降阶法于电力系统稳定器设计之应用 3.4本章小结 第四章 次特征结构指定灰色预测稳定器之设计 4.1 前言 4.2 次特征结构指定法 4.3 灰色预测 4.4 模糊预测步距设计 4.5本章小结 第五章结论及未来研究方向 5
2、.1结论 5.2未来研究方向 参考文献 致谢第一章1.1研究背景与动机由于工业发展与人口增加，用电需求量大增，为提供良好供电质量与提高系统稳定度，各电力系统间遂发展为互联电力系统(Interconnected power system)，传输距离增长，许多电力系统动态问题也因而产生，其中以影响动态稳定度之低频振荡(Low-frequency oscillations)最为典型。低频振荡是发电机转轴与电力网络间互动的动态行为，称为机电模态(Electromechanical mode)，当发电厂远离负载中心时系统负载变动或故障发生就会容易引发自发性低频振荡1- 3，频率约在0.1Hz2Hz间；若
3、系统有适当阻尼，则振荡在一段时间后会消失，但若系统阻尼不足，则造成振荡时间增长甚至在负阻尼系统中会使振幅增大，导致系统的稳定性大幅降低，轻者导致跳线跳机，重则造成系统崩溃解联。 1964年美国太平洋岸Northwest power pool 与 Southwest power pool 两系统首次试联时产生低频振荡现象4，当时两系统间之联络线出现约0.1Hz之低频摆动，在解联后两系统仍有低频振荡发生。台电于1984年首次发生低频振荡现象5，1990 年至 1992 年间亦发生 3 次低频振荡，频率约在12Hz间。 电力系统稳定度主要分为动态稳定度(Dynamic stability)与瞬时稳定
4、度(Transient stability)6, 7。研究系统受到小干扰或自发性振荡时之行为称为动态稳定度分析，如负载变动所引发之低频振荡，此时系统动态特性可利用线性微分方程式或小讯号线性化系统来描述。当电力系统机电模态阻尼不足，遇负载变动或故障干扰时容易引发低频振荡，欲改善系统阻尼可利用外加的辅助控制器，传送回授信号到发电机激磁系统的电压调整器(Voltage regulator)输入端，即所谓的辅助激磁控制器(Supplementary excitation controller)，一般称为电力系统稳定器(Power System Stabilizer, PSS)8-14，装设电力系统稳定
5、器被认为是改善系统动态稳定度经济有效的方法。 1.2 国内外研究现状电力系统稳定器被广泛用来抑制低频振荡，Demello和Concordia是最先在频域上做分析的学者15，Byerly 提出修正16，他们利用相位领先-落后补偿器，补偿电压调整器至发电机的相位落后，提供正阻尼抑制低频振荡，此领先-落后补偿器设计简单、便宜但相关参数选取困难。Yu、Siggers 和 Moussa 提出利用线性最佳控制理论解回授增益之最佳电力系统稳定器17-19，他们利用所有状态变量回授，将系统所需之二次式性能指针(Quadratic performance index)最小化，以求出回授增益将状态变量响应最佳化。
6、但因其利用所有状态变量回授，部分状态无法量测，必须装设估测器，增加硬件成本，并降低系统的可靠度。Hsu 提出次佳控制法20，在多机系统中利用整体增益方式完成分离式设计，再利用单机输出回授求解二次式性能指针最小化，以求出回授增益。但因输出回授只影响部分特征结构，若未限定输出变量之物理特性，将无法使机电模态特征值达到所欲改善之效果，甚至产生不稳定之特征值。多位学者提出自调式(Self-tuning)稳定器21-25，利用调适律(Adaptive law)来调整控制增益，虽可在不同负载下自行调整增益以提供良好的阻尼作用，但在应用时须实时取得输入与输出信号做系统鉴别，须有快速运算之设备才可发挥控制功效
7、。滑动模式控制(Sliding Mode Control, SMC)又称可变结构控制(Variable Structure System, VSS)，于1950年代由前苏联学者提出，由于系统响应快速瞬时特性佳，亦被使用于电力系统稳定度控制26-29，但滑动模式中之切换向量选取不易，影响实际应用。Feliach提出最佳降阶理论30, 31，在保留输出变量及系统物理特性下将系统模型降阶，再利用降阶后之系统简化模型设计稳定器，如此可使用输出回授主控系统主极点变化，而对其他非主极点的影响降至最低简化系统设计，但因未采用分离式设计，在多机互联时，控制较为复杂。Srinath提出特征结构指法32，Ande
8、ry提出补充33，其主要概念是利用输出回授增益使系统产生指定之特征结构，满足设计者要求。但因输出变量无法保证能主控系统特性，因此可能产生额外不理想之特征值，使特征结构指定失去意义。1.3研究方法与目的 本文之研究方法如下： 分析特征结构的意义，并研究特征结构指定理论于电力系统中之应用。 研究最佳降阶理论，探讨输出变量主控系统主极点之可行性。 研究经由最佳降阶理论限制输出变量特性，推导出不会产生额外不良特征值之次特征结构指定法。研究灰色理论预测性，并探讨其在电力系统中的应用。 推导输出回授最佳化分离设计理论，使多机系统在利用输出回授建立整体增益后，能达成采单机回授控制之分离式设计目的。 研究次特
9、征结构指定法应用于滑动模式切换向量选取之可行性。应用前六项之结论设计次特征结构指定灰色预测稳定器与分离式滑动模式灰色预测稳定器两种灰预测稳定器，并利用多机系统探讨其动态稳定度。研究目的如下研究次特征结构指定法，利用最佳降阶理论使输出变量具备掌控系统主极点能力，可有效指定所需特征结构，又可避免产生不良之特征值。将灰色理论导入电力系统稳定器设计中，应用灰色预测器预估系统状态，抵消因取样、信号传送、计算等造成之时间延迟，提高稳定器控制信号准确度。 应用模糊理论调整预测步距，使预测器在不同状态下可得到适当的预测步距，提高预测之准确度，使整体控制性能更加完善。1.4论文主攻方向分析各种稳定器设计的主要缺
10、点为：状态回授若只考虑主极点位置，未顾及特征向量，则无法满足大型电厂内各机组间振荡模态协调与设定的要求;若未使用输出回授，就必须设置状态估测器，将提高设备成本并降低系统可靠度;使用输出回授时若输出变量无法主控系统特性，容易产生额外不理想主极点，影响系统响应;传统特征结构指定法虽可完全指定系统所需特征结构，却可能产生主控系统之振荡模态，使原指定之特征结构失去意义;若无有效实用之设计法则选取滑动模式之切换增益，则会影响滑动模式在电力系统中之实用性;区域互联系统各发电厂间互动关系复杂，若未使用分离式设计，则会增加设计难度并降低设计的实用性;回授讯号经取样回馈至稳定器，再经稳定器运算产生控制信号至激磁
11、系统，所经历之时间延迟将使控制信号无法满足系统状态实际需求。综合以上稳定器设计缺失，理想的稳定器设计需能够满足下列要求:区域互联网络须采分离式设计，使各机组可使用自己的回授信号设计稳定器，解决信号传送的问题，简化设计程序;使用输出回授且确定输出变量能主控系统特性;大型电厂内之稳定器设计须能指定特征结构，使机组在负载变化时能依规划的响应形式振荡;使用滑动模式控制时须能配合系统特性要求指定所需特征结构，并以此选取系统所需之切换向量;能应用预测理论预估响应状态，使稳定器可提供更精准控制信号抑制系统变化。 为达到理想稳定器设计要求，于是引发灰预测稳定器研究之动机。范文一：历时将近两个月的时间终于将这篇
12、论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师XX老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各
13、位老师和学友批评和指正！ 范文二：致 谢 本研究及学位论文是在我的导师*老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。*老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向*老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹
14、苦的父母，谢谢你们! 最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！ 范文三：免费毕业论文致谢的相关文章。致 谢 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的
15、思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！ 同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。 最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。本研究及学位论文是在我的导师郑建立副教授的亲切关
16、怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，郑老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，郑教授不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向郑老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一起愉快的度过研究生生活的电工楼105各位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的师妹叶秋香同学，她对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师
17、长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 本（转载自第一范文网http:/，请保留此标记。）论文的所有研究工作从论文的选题、实现条件到论文的写作等阶段都是在简弃非副教授和张勇副教授的悉心指导下完成的。两位导师在作者研究生学习期间在学术和生活等方面的给予了无微不至的关怀和指导。两位导师严谨的治学态度、渊博的学术知识、诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风范使作者获益颇多。谨向两导师致以最衷心的感谢。 感谢在研究生学习期间给我上课的老师们，特别是研室的梁荣光教授、赖汉闻老师、吴坚老师、张国强老师、巫江虹老师等。 感谢我认识的师兄弟、师姐妹们。需要一一感谢我的同学们，有幸与你们同学是我读研的最大收获：感谢给我带来的不一样的体验的李国超、孙绍云两位军队的老大哥；感谢陈会平，本论文撰写得到你不少帮助，从你身上学到不少东西；感谢我的合作者胡永飘；感谢给我帮助的叶子波；感谢双重校友刘海燕；感谢带给我多彩生活的梁立明；感谢关心和帮助我的冯长溪。同时还要感谢宿友叶艳辉。