电力工程论文基于模糊控制算法的高压无功补偿系统研究

　　【摘要】在电力运输的过程中，无功功率会造成网络损耗，另外还会使电端电压下降，这极大的影响了供电的质量。因此，为了提高供电的质量，必须进行无功补偿。采用基于模糊控制算法的高压无功补偿，会提高运算的速度，并且还能够在一定程度上改善电网的性能，从而避免了反复投切、轻载振荡等一系列的问题。笔者针对实际情况，分析了基于模糊控制算法的高压无功补偿系统，希望能为广大的相关工作者提供一些参考依据。

　　【关键词】电力工程论文,模糊控制,算法,高压无功补偿,系统,研究

　　1无功补偿模糊控制器

　　1.1模糊控制的含义

　　采取模糊控制的时候，不需要建立被控制的对象的模型，仅仅只需要操作人员懂得专业知识便可。而且它一般被用在非线性系统当中，通过被控制的系统输出误差以及模糊关系的推理合成获得控制量，从而开始控制整个系统。

　　1.2模糊控制的组成

　　模糊控制技术和一般计算机的控制系统有所不同，因为模糊控制系统采用的方法是模糊控制算法。整个模糊控制系统由六个重要部分组成，这六个部分分别是，输入接口、输出接口、执行机构、被控对象、检测装置。

　　1.3模糊控制器的结构

　　模糊控制系统的性能是由模糊控制器的结构所组成的，因此模糊控制器的结构非常的重要，同时它也是整个控制系统的核心。一个模糊控制器的设计主要有四部分，知识库、模糊化过程、模糊逻辑推理、精确化计算。

　　1.3.1知识库

　　在整个知识库中，涵盖了模糊控制应用的所有知识，知识库又包括数据库和规则库。输入和输出变量所对应的论域以及所有论域中所被定义的规则库，都是使用的模糊子集。如果论域是离散形式，那么模糊子集在数据库里面所存放的则是它本身的隶属度。

　　规则库中存放的是模糊控制规则，它是由操作人员和技术人员在平时的工作当中积累起来的经验。同时也是一个知识模型，它决定了模糊控制器的性能。一般情况下，要选择模糊条件语句的表示形式来表示它，并且还要将这些模糊规则数据化，也就是将其翻译过来。

　　1.3.2精确化计算

　　在得到了推理结果以后，模糊控制的规则推理就算完成了。但是这时候得到的一个结果仍然需要进行转换，并且必须得出清晰的控制量输出。这个过程也被称为解模糊化。

　　1.3.3模糊推理

　　模糊推理是模仿的人的推理能力，对原本已经设定的模糊条件语句构成的模糊控制规则进行计算。但是，其计算出来的结果仅仅只是一个确定的输出范围，被称为是模糊输出量。

　　2无功补偿系统的应用

　　无功补偿的方式：无功补偿的应用具有非常大的灵活性，既可以按照应用的范围来进行划分，又可以按照补偿的地点来进行划分。不同的无功补偿有不同的优势，在实际应用的时候，必须根据实际情况来进行选择，找出最合适的补偿方法。

　　首先是按照应用范围来进行划分，这种方法主要被应用在某一负荷当中，针对某一负荷来进行补偿。如果电网的启动比较的频繁，该方法就可以被运用于其中，并且对启动时的运转负荷实施补偿，该方法的优势是可以减小对整个电网所带来的无功冲击。除此之外还有集中补偿方式，也就是对电网的运行采取系统补偿的方法，这种方法可以消除电网内的无功功率波动问题。同时，这种的方法又被称为高压补偿方式。

　　其次是按照电压的等级来进行划分，又可以分为高压补偿和低压补偿，压低补偿一般用于1千伏以及1千伏以下的电压补偿。而高压补偿则是直接进入电网进行补偿的一种方式。

　　按照补偿地点来分，则可以分为变压器低压母线补偿，线路分布补偿，以及变电站高压补偿这三种方式。其中变压器低压母线补偿指的是以无功补偿投切装置来进行控制保护，并且将低压电容器组放入0.4千伏母线上的补偿方式，它又被称为是动态补偿。路线分布补偿也是属于高压补偿，它是在配电线路上进行安装，并且连接电容器。而变电站高压补偿则不同，它需要将电容器组连接在变电站的二次母线上，它的特点是补偿的容量很大，而且电压很高。

　　3如何实现控制软件中的模糊控制

　　3.1数据模糊化

　　因为对计算软件进行测量，所得出的功率，以及功率因数的值都是精确的，而且也是具体的，所以不能够被放入模糊控制规则表中，更不能被当做其中的输入量，操作人员必须把这些值进行模糊化。一般的隶属度函数有两种，一种是三角形，一种是矩形，这两种形状可以用表格的形式来进行表达，然后再把隶属度函数的表格放入程序里进行储存。

　　变量有无功功率，还有功率因数和有功功率，经过隶属度函数的模糊化以后，可以将其分为七个不同的等级，每一个精确的值进行模糊后，都可以被被分为这七个等级，负大（NL）、负中（NM）、负小（NS）、零（ZE）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PM）。进行了数据模糊化以后，模糊控制规则就可以获得模糊量了。

　　3.2模糊数据的读取

　　进行数据模糊化以后所得到值，要按照控制规则对输出量进行读取，这是因为控制规则已经被确定，并且存在了程序控制当中。在查表的时候，单片机会在模糊规则的范围之内进行判断，输出以后的结果将被用于后面的数据反模糊化。

　　3.3数据反模糊化

　　因为得到的数据是模糊形式的，不能够作为最终的控制输出量，只有精确的值才能被作为最终控制输出量。因此，必须要把刚才进行了模糊处理的值进行精确化，这里说的精确化，同时也被称为数据反模糊化。

　　用规则的前提部分的隶属度去拦截关于结论部分的的隶属度函数，然后再进行计算。也就是说，全部的规则的输出都必须合在一起。最后用过去常常运用的面积重心法来对输出量的数值进行计算，从而得出这个面积的横向坐标值。其横向坐标值就是最后的输出结果。

　　3.4PL控制

　　PL控制的公式是，而K1=。在这个式子中，T表示的是系统采样时间，T1表示的是积分时间。可以在操作之前将这两个值进行设定。

　　模糊输出的控制量需要对应后面的参数KP，KP的大小可以随着模糊输出的控制量而改变。KP进行调整以后，有利于PL控制，同时还能够避免PL控制出现震荡，因为震荡对于电网来说有很大的危险性。对KP进行调整，就是为了避免震荡。

　　在进行了模糊控制调整以后，再进行PL控制，可以提高其精确性，另外还适应了无功补偿中功率因数的调整。

　　4总结与体会

　　无功功率非常的重要，因为供电过程中，大多数的网络元件以及负载都需要消耗无功功率，所以要进行无功补偿。而基于模糊控制算法的高压无功补偿是一种非常好的方法，它具有速度快、操作方便的特点，采用这样的方法，极大的提高了供电的稳定性。

　　参考文献：