一种复合控制型电力系统稳定器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合控制型电力系统稳定器，包括基于预设输入参数设置的第1比较器，分别与所述第1比较器连接的加法控制支路和模糊控制支路，分别与所述加法控制支路和模糊控制支路连接、且反馈至第1比较器的选择开关，以及连接在所述选择开关与第1比较器的第2反相输入端之间的反馈支路；所述加法控制支路与模糊控制支路的输入信号相同；第1比较器的同相输入端为预设参数输入端。本实用新型所述复合控制型电力系统稳定器，可以克服现有技术中可调性差、使用不方便和适用范围小等缺陷，以实现可调性好、使用方便和适用范围大的优点。
【专利说明】一种复合控制型电力系统稳定器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力控制领域，具体地，涉及一种复合控制型电力系统稳定器。
【背景技术】
[0002]电力系统的稳定问题是电力系统的根本问题。随着电力系统联网进程的加快和电力市场的引入，电力系统的规模越来越大，运行越来越接近临界点，使电力系统的振荡问题越来越引起注目。但是传统的电力系统稳定器是在电力系统的某个合适的工作点下设计的，其参数是固定的，而电力系统是一个动态平衡的非线性复杂大系统，它的运行方式随着实际情况的变化经常性的动态变化。
[0003]在现有的控制方法中，模糊控制是最有效的一种控制方式，模糊表达具有模糊性的语言变量和条件语言控制逻辑是属于人工智能控制的一种方法，模糊控制具有结构简单、物理概念清晰、知识表达简便、实时控制快速及计算量小等优点。
[0004]虽然模糊控制的电力系统稳定器有其优点，但是模糊控制的电力系统稳定器没有积分环节，它很难完全消除稳态误差，特别是在模糊变量分级不够多的情况下，常常会在平衡点附近出现微小的振荡现象，使电力系统不能很快达到稳定。基于复合控制的电力系统稳定器既具有模糊控制的非线性作用，又具有比例和积分控制的快速性和跟踪能力，具有广阔的前景。
[0005]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在可调性差、使用不方便和适用范围小等缺陷。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种复合控制型电力系统稳定器，以实现可调性好、使用方便和适用范围大的优点。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种复合控制型电力系统稳定器，包括基于预设输入参数设置的第I比较器，分别与所述第I比较器连接的加法控制支路和模糊控制支路，分别与所述加法控制支路和模糊控制支路连接、且反馈至第I比较器的选择开关，以及连接在所述选择开关与第I比较器的第2反相输入端之间的反馈支路；所述加法控制支路与模糊控制支路的输入信号相同；第I比较器的同相输入端为预设参数输入端。
[0008]进一步地，所述加法控制支路，包括依次与所述第I比较器的输出端连接的第I比例控制器K1、第I积分控制器Ι/s、第3比例控制器K3、第2积分控制器Ι/s、第9比例控制器、第3积分控制器Ι/s和加法器，所述第3积分控制器Ι/s的输出端与加法器的第2同相输入端连接；所述加法器的输出端与选择开关的第I输入端连接。
[0009]进一步地，所述加法控制支路，还包括第8比例控制器K8 ;所述第8比例控制器K8的一端分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器I/s和第9比例控制器的公共端连接，另一端与加法器的第I同相输入端连接。[0010]进一步地，所述加法控制支路，还包括依次连接至加法器的第3同相输入端的第10比例控制器KlO和第I微分控制器du/dt ;所述第10比例控制器KlO远离第I微分控制器du/dt的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
[0011]进一步地，所述加法控制支路，还包括第2比例控制器K2 ;所述第2比例控制器K2的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接；第2比例控制器K2的另一端，连接至第I比较器的第I反相输入端。
[0012]进一步地，所述加法控制支路，还包括分别连接至所述反馈支路的第6比例控制器K6和第7比例控制器K7 ;所述加法控制支路的输出信号即PID控制信号；
[0013]所述第6比例控制器远离反馈支路的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接；
[0014]所述第7比例控制器远离反馈支路的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及 第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
[0015]进一步地，所述反馈支路，包括依次连接至所述第I比较器的第2反相输入端的第2比较器、PI调节器、第3比较器、PD调节器和第4比例控制器K4 ；
[0016]所述第6比较器靠近反馈支路的一端，与第3比较器的反相输入端连接；第7比例控制器靠近反馈支路的一端，与第2比较器的第I反相输入端连接；第2比较器的同相输入端与选择开关的输出端连接；第2比较器的输出端与PI调节器的输入端连接，PI调节器的输出端与第3比较器的同相输入端连接;第3比较器的输出端与H)调节器的输入端连接。
[0017]进一步地，所述反馈支路，还包括第5比例控制器K5 ;所述第5比例控制器K5的输入端与第4比例控制器的输入端连接，第5比例控制器的输出端与第2比较器的第2反相输入端连接。
[0018]进一步地，所述模糊控制支路，包括依次连接至所述选择开关的第2输入端的第2微分控制器du/dt和模糊逻辑控制器；所述第2微分控制器du/dt远离模糊逻辑控制器的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器I/s和第9比例控制器的公共端连接。
[0019]本实用新型各实施例的复合控制型电力系统稳定器，由于包括基于预设输入参数设置的第I比较器，分别与第I比较器连接的加法控制支路和模糊控制支路，分别与加法控制支路和模糊控制支路连接、且反馈至第I比较器的选择开关，以及连接在选择开关与第I比较器的第2反相输入端之间的反馈支路；加法控制支路与模糊控制支路的输入信号相同?’第I比较器的同相输入端为预设参数输入端；可以通过选择开关来选择控制信号是PID或是模糊控制信号，在大偏差时选择模糊控制达到快速响应的目的，在小偏差时选择PID控制达到消除误差提高精度的目的；从而可以克服现有技术中可调性差、使用不方便和适用范围小的缺陷，以实现可调性好、使用方便和适用范围大的优点。
[0020]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】
【附图说明】
[0022]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0023]图1为本实用新型复合控制型电力系统稳定器的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]根据本实用新型实施例，如图1所示，提供了一种复合控制型电力系统稳定器。
[0026]本实施例的复合控制型电力系统稳定器，是一种分段控制算法控制器。该复合控制型电力系统稳定器，综合了传统的比例积分微分控制和现代的模糊控制的优点，不仅具有较快的响应速度更好的鲁棒性同时具有高精度无误差的特点；在大偏差时选择模糊控制达到快速响应的目的，在小偏差时选择PID控制达到消除误差提高精度的目的；通过选择开关来选择控制信号是PID或是模糊控制信号。
[0027]本实施例的复合控制型电力系统稳定器，包括基于预设输入参数设置的第I比较器，分别与第I比较器连接的加法控制支路和模糊控制支路，分别与加法控制支路和模糊控制支路连接、且反馈至第I比较器的选择开关，以及连接在选择开关与第I比较器的第2反相输入端之间的反馈支路；加法控制支路与模糊控制支路的输入信号相同；第I比较器的同相输入端为预设参数输入端。
[0028]其中，上述加法控制支路的输出信号即PID控制信号，包括依次与第I比较器的输出端连接的第I比例控制器K1、第I积分控制器Ι/s、第3比例控制器K3、第2积分控制器Ι/s、第9比例控制器、第3积分控制器Ι/s和加法器，第3积分控制器Ι/s的输出端与加法器的第2同相输入端连接；加法器的输出端与选择开关的第I输入端连接。该加法控制支路，还包括第8比例控制器K8 ;第8比例控制器K8的一端分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接，另一端与加法器的第I同相输入端连接。该加法控制支路，还包括依次连接至加法器的第3同相输入端的第10比例控制器KlO和第I微分控制器du/dt ;第10比例控制器KlO远离第I微分控制器du/dt的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。该加法控制支路，还包括第2比例控制器K2 ;第2比例控制器K2的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接；第2比例控制器K2的另一端，连接至第I比较器的第I反相输入端。该加法控制支路，还包括分别连接至反馈支路的第6比例控制器K6和第7比例控制器K7 ;第6比例控制器远离反馈支路的一端，分另IJ与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接；第7比例控制器远离反馈支路的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
[0029]上述反馈支路，包括依次连接至第I比较器的第2反相输入端的第2比较器、PI调节器、第3比较器、PD调节器和第4比例控制器K4 ;第6比较器靠近反馈支路的一端，与第3比较器的反相输入端连接；第7比例控制器靠近反馈支路的一端，与第2比较器的第I反相输入端连接;第2比较器的同相输入端与选择开关的输出端连接;第2比较器的输出端与PI调节器的输入端连接，PI调节器的输出端与第3比较器的同相输入端连接；第3比较器的输出端与H)调节器的输入端连接。该反馈支路，还包括第5比例控制器K5 ;第5比例控制器K5的输入端与第4比例控制器的输入端连接，第5比例控制器的输出端与第2比较器的第2反相输入端连接。
[0030]上述模糊控制支路，包括依次连接至选择开关的第2输入端的第2微分控制器du/dt和模糊逻辑控制器；第2微分控制器du/dt远离模糊逻辑控制器的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
[0031]综上所述，本实用新型上述各实施例的复合控制型电力系统稳定器，至少可以达到的有益效果包括:
[0032]⑴能更有效的提高系统的稳定性和保持发电机端电压的水平，并且模糊式电力系统稳定器具有很强的鲁棒性；
[0033]⑵该复合控制型电力系统稳定器(基于复合控制的电力系统稳定器)，包含了模糊逻辑和PID控制，克服了模糊式电力系统稳定器的不足，即一般模糊逻辑稳定器不具有积分环节，它很难完全消除稳态误差；
[0034]⑶复合控制的电力系统稳定器既具有模糊控制的非线性控制作用，又具有比例和积分控制的快速性和跟踪能力；
[0035]⑷使电力系统稳定器在较短时间内使电力系统稳定，并使超调减小，电力系统的稳定性和动态品质得到了极大提高，在电力系统控制中具有广阔的应用前景。
[0036]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，包括基于预设输入参数设置的第I比较器，分别与所述第I比较器连接的加法控制支路和模糊控制支路，分别与所述加法控制支路和模糊控制支路连接、且反馈至第I比较器的选择开关，以及连接在所述选择开关与第I比较器的第2反相输入端之间的反馈支路；所述加法控制支路与模糊控制支路的输入信号相同；第I比较器的同相输入端为预设参数输入端。
2.根据权利要求1所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述加法控制支路，包括依次与所述第I比较器的输出端连接的第I比例控制器K1、第I积分控制器1/s、第3比例控制器K3、第2积分控制器Ι/s、第9比例控制器、第3积分控制器Ι/s和加法器，所述第3积分控制器Ι/s的输出端与加法器的第2同相输入端连接；所述加法器的输出端与选择开关的第I输入端连接。
3.根据权利要求2所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述加法控制支路，还包括第8比例控制器K8 ;所述第8比例控制器K8的一端分别与第I积分控制器I/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接，另一端与加法器的第I同相输入端连接。
4.根据权利要求3所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述加法控制支路，还包括依次连接至加法器的第3同相输入端的第10比例控制器KlO和第I微分控制器du/dt ;所述第10比例控制器KlO远离第I微分控制器du/dt的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
5.根据权利要求4所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述加法控制支路，还包括第2比例控制器K2 ;所述第2比例控制器K2的一端，分别与第I积分控制器I/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接；第2比例控制器K2的另一端，连接至第I比较器的第I反相输入端。
6.根据权利要求5所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述加法控制支路，还包括分别连接至所述反馈支路的第6比例控制器K6和第7比例控制器K7 ;所述加法控制支路的输出信号即PID控制信号； 所述第6比例控制器远离反馈支路的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接； 所述第7比例控制器远离反馈支路的一端，分别与第I积分控制器Ι/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器Ι/s和第9比例控制器的公共端连接。
7.根据权利要求6所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述反馈支路，包括依次连接至所述第I比较器的第2反相输入端的第2比较器、PI调节器、第3比较器、ro调节器和第4比例控制器K4; 所述第6比较器靠近反馈支路的一端，与第3比较器的反相输入端连接；第7比例控制器靠近反馈支路的一端，与第2比较器的第I反相输入端连接；第2比较器的同相输入端与选择开关的输出端连接；第2比较器的输出端与PI调节器的输入端连接，PI调节器的输出端与第3比较器的同相输入端连接;第3比较器的输出端与H)调节器的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述反馈支路，还包括第5比例控制器K5 ;所述第5比例控制器K5的输入端与第4比例控制器的输入端连接，第5比例控制器的输出端与第2比较器的第2反相输入端连接。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的复合控制型电力系统稳定器，其特征在于，所述模糊控制支路，包括依次连接至所述选择开关的第2输入端的第2微分控制器du/dt和模糊逻辑控制器；所述第2微分控制器du/dt远离模糊逻辑控制器的一端，分别与第I积分控制器1/s和第3比例控制器K3的公共端、以及第2积分控制器1/s和第9比例控制器的公共端连接。
【文档编号】G05B13/04GK203705848SQ201420005158
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】戴伟, 陈芳, 牟长洲, 王月盈 申请人:新疆希望电子有限公司