分数阶控制器在多机电力系统LFC中的性能对比

"这篇科技期刊文章探讨了在多机电力系统中，分数阶控制器（如FOPID和TID）在负载频率控制（LFC）中的应用和性能比较。研究利用改进的粒子群优化算法来调整控制器参数，以求得全局最优解，并在MATLAB/Simulink中借助FOMCON工具箱进行分数阶建模和控制。文章指出，基于FOPID的LFC在应对不同负载扰动时展现出最佳动态性能，并且在系统参数变化和负载条件变化较大的情况下具有较高的鲁棒性。关键词包括分数阶比例积分微分、倾斜积分微分、负载频率控制器、多机组电力系统以及FOMCON工具箱。" 文章详细介绍了分数阶控制器在电力系统中的应用，特别是在多机电力系统的负载频率控制中的作用。分数阶控制器，如FOPID和TID，因其独特的性质，如记忆和广义积分，被广泛认为比传统的整数阶控制器更有效。在本研究中，作者采用了FOPID和TID控制器，以改善电力系统的稳定性和响应速度。 为了优化控制器的参数，研究中使用了一种改进的粒子群优化算法，这是一种全局优化技术，能够搜索到最优解决方案。这种算法引入了混沌参数和交叉算子，以提高搜索效率，确保找到全局最优解，而不是局部最优解。 实验环境是在MATLAB/Simulink中搭建的，通过FOMCON工具箱进行分数阶系统的建模和控制器设计。这个工具箱是专门为分数阶系统设计的，提供了方便的接口和功能，简化了分数阶控制器的实施过程。 在考虑实际电力系统限制，如发电率约束和调速器死区等条件下，对比分析了两种控制器在两区域多机电力系统中的表现。结果显示，FOPID控制器在应对各种负载扰动情况时，能够提供更优的动态性能。此外，进行的灵敏度分析证实了所提出的LFC在系统参数变化较大或负载条件变化时，具有良好的稳定性和鲁棒性。 关键词中的“分数阶比例积分微分（FOPID）”指的是包含分数阶导数和积分项的控制器，它能够提供更精细的控制行为；“倾斜积分微分（TID）”则是一种特殊的分数阶控制器类型，其积分环节具有非线性特性；“负荷频率控制器（LFC）”是电力系统中维持电网频率稳定的关键组件；“多机组电力系统”是指由多个发电单元组成的复杂电力网络；“FOMCON工具箱”是用于分数阶系统建模和控制的MATLAB工具。 该研究强调了分数阶控制器在电力系统LFC中的潜力，特别是FOPID控制器的优越性能和鲁棒性，对于电力系统控制策略的优化具有重要意义。