电压无功模糊控制系统设计

李佐平　陈瑶玲

摘 要：文章对电压无功补偿中模糊控制器的设计方法给予详细介绍，采有模糊控制可较好地处理电压质量和功率因数的关系，能够适应现场的不同控制要求。

关键词：电压；无功；模糊控制

引言

采用九区图控制法[1]对无功补偿装置进行控制时主要采集无功功率偏差后进行调节，在调整无功功率时，因电网中无功和电压为关联变量，仅对其中一个变量进行调节而不考虑两者关联难以达到理想效果。

1 控制策略的设定

模糊数学[2]在1965年提出，模糊逻辑于1974年进行成功应用于锅炉和蒸汽机控制[3]。由于模糊控制不需要建立精确的数学模型，能获得专家经验的优点，对经典手段难以控制的对象或只能靠有经验的操作人员才能控制的对象更为适用。

电压无功补偿有不同的电压等级和应用场合，难以建立精确的数学模型。使用模糊控制策略，利用长期积累的专家经验来进行控制操作，可以解决传统控制方法中存在的系统不稳定、开关器件频繁动作等问题。

2 模糊控制器设计

首先确定模糊控制器的结构，以无功和电压偏差为输入信号，电容器组投切信号为输出。以表格方式建立专家知识库，控制器实现主要通过查表法进行，控制器典型结构见图1。

2.3 控制规则

3 输出信息的模糊判决

通过模糊推理得到的模糊量不能直接用于控制，必须转换为精确量，这种转换过程称为模糊判决，即清晰化。清晰化方法中重心法较为常用。该法以控制作用论域上的点u∈U对控制作用模糊集的隶属度U（u）为加权系数进行加权平均而求得解模糊结果。对于离散论域的情形，本次设计中由所得论域Z={-6，-5，…，0，…，5，6}上的元素Zk，采用重心法对其进行模糊判决，将模糊输出量转制为用于实际控制的精确量uij。

4基于MATLAB的实现

运用MATLAB软件中Fuzzy Logic ToolBox提供的图形用户界面工具或利用MATIAB命令编程均可建立模糊推理系统。将模糊推理系统变量结构导人Simulink之中，并利用Power System Blocket模块根据电压等级、负荷特点建立电网模型进行仿真。

5 结束语

电压无功模糊控制不需要建立精确的数学模型，可避免在轻载时出现的振荡问题，减少开关器件的动作次数，可适用于不同电压等级和工作场合，具有良好的准确性和鲁棒性。

参考文献

[1]吴慧政，赵景水，王峰.基于九区图法的变电站VQC频繁动作的分析和预防[J].电力学报，2007，22（1）：65-67.

[2]Zadeh L A，Fuzzy Set.Information and control.1965，8（2）：338-

358.

[3]Mamdani E H. Applications of Fuzzy Algorithms for Control of Simple Dynamic Plant. Proc IEEE，1974，121：1585-1588.

[4]Yi Hsin Len，Chern Lin Chen，Tso Min Chen.Analysis and Design for Asymmetrical Half-bridge Forward Mode Converters[C].IEEE Power Electronics Drive Systems，2001（1）：126-130.

[5]李士勇.模糊控制·神經控制和智能控制论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996：35-40.

作者简介：李佐平（1974-），男，汉族，云南普洱人，硕士，云南机电职业技术学院，副教授，研究方向：模糊控制，电力电子技术。

陈瑶玲（1984-），女，汉族，湖南邵东人，硕士，云南机电职业技术学院，助教，研究方向：模式识别。