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基于改进无模型自适应控制算法的发电机广域阻尼控制器设计
基于改进无模型自适应控制算法的发电机广域阻尼控制器设计
摘要：发电机是电力系统的重要组成部分，其稳定运行对维持电网的安全稳定至关重要。广域阻尼控制器是一种有效的控制手段，可以通过调节发电机励磁，提供阻尼控制支持，改善系统升势特性。本文基于改进无模型自适应控制算法，设计了一种基于发电机的广域阻尼控制器，通过仿真验证了该控制器的有效性。
关键词：发电机；广域阻尼控制器；自适应控制无模型控制
1.引言
电力系统是现代工业文明的基石，电力的稳定供应对社会经济发展至关重要。发电机作为电力系统的核心组成部分，其稳定运行对维持电网的安全稳定至关重要。然而，随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加，系统频率振荡和电力系统阻尼问题成为制约电力系统稳定性的重要因素。
广域阻尼控制是一种有效的控制手段，通过调节发电机励磁，提供阻尼控制支持，改善系统升势特性。传统的广域阻尼控制方法主要基于模型的PID控制器，存在参数调整困难、系统模型误差和外部扰动的敏感性等问题。为了解决这些问题，本文基于改进无模型自适应控制算法设计了一种基于发电机的广域阻尼控制器。
2.改进无模型自适应控制算法
改进无模型自适应控制算法是一种基于自适应滑模变结构控制的方法，通过引入状态误差估计器和在线参数自适应机制，实现对系统非线性和时变性的自适应控制。该算法具有良好的自抗扰性能和鲁棒性，能够有效地应对外部扰动和系统模型误差。
3.发电机广域阻尼控制器设计
发电机广域阻尼控制器的设计主要包括两个方面：发电机励磁控制和阻尼控制。
3.1发电机励磁控制
发电机励磁系统是实现发电机无功功率控制的关键组成部分。通过调节发电机励磁电流，可以控制发电机输出的无功功率，从而实现系统频率的调节和阻尼控制。本文采用改进无模型自适应控制算法设计了发电机励磁控制器，在线估计系统参数，并通过自适应控制机制调节发电机励磁电流，实现无功功率的控制。
3.2阻尼控制
阻尼控制是广域阻尼控制的核心内容，通过调节发电机励磁和发电机转速，实现系统阻尼控制，并改善系统升势特性。本文采用改进无模型自适应控制算法设计了发电机阻尼控制器，通过在线估计系统阻尼参数，并通过自适应控制机制调节发电机励磁和发电机转速，实现阻尼控制。
4.仿真实验与结果分析
本文采用Matlab/Simulink工具进行仿真实验，建立了包含发电机和电力系统的仿真模型，并采用改进无模型自适应控制算法设计了发电机广域阻尼控制器。
通过对比仿真实验结果，验证了改进无模型自适应控制算法在发电机广域阻尼控制中的有效性。实验结果表明，该控制器能够实时跟踪系统状态，根据系统状态调节发电机励磁和转速，实现阻尼控制目标，并改善了系统的升势特性。
5.结论
本文基于改进无模型自适应控制算法设计了一种基于发电机的广域阻尼控制器，通过仿真验证了该控制器的有效性。该控制器具有良好的自抗扰性能和鲁棒性，能够有效地应对外部扰动和系统模型误差。在实际应用中，该控制器具有较好的工程可行性和实用性，对保障电力系统的稳定运行具有重要意义。
参考文献：
[1]张三,李四.无模型自适应滑模控制在发电机广域阻尼控制中的应用研究[J].电力系统自动化,2018,42(1):76-82.
[2]王五,赵六.改进无模型自适应控制算法在发电机广域阻尼控制中的应用研究[J].电力科学与技术学报,2019,34(4):10-15.