一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法

摘要

本发明属于电力调控技术领域，尤其是涉及一种电力系统节能发电调度控制器及其调度方法，包括信息收集组件、信息处理组件以及调度组件，所述信息收集组件用于收集电力系统运行时的电力信息，所述信息处理组件用于处理发电信息和用电信息，所述调度组件用于根据信息处理组件的处理结果对发电单元组和用电单元组进行调度，所述信息收集组件与信息处理组件电性连接，所述信息处理组件与调度组件电性连接，所述信息处理组件用于处理信息收集组件的电力信息计算出专家系统模糊PID控制器的传递函数并将传递函数传输至调度组件进行电力调度。本发明可极大地降低电力系统的能源消耗，从而能够实现了节能控制的目的。

说明书

技术领域

本发明属于电力调控技术领域，尤其是涉及一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法。

背景技术

随着世界大面积范围的能源紧缺，在国内，作为主要的能源与经济命脉，电力能源也在不断的告急。为了缓解人们日常生活和生产上的用电困难，需要将节能措施与电力系统的控制性能有机的结合来改善原有电力系统非必要能源消耗大的弊端。在这种情况下，如何有效的进行电力系统节能控制器设计成为了该领域亟待解决的主要问题，而基于PID电力系统节能控制器设计方法可以根据电力系统实际操作中产生的能源需求，对PID节能控制器进行精确的设计是解决上述问题的有效途径，引起了很多专家与学者的重视。

基于PID电力系统节能控制器优化设计方法具有深远的发展意义，因此也成为了业内人士研究的焦点课题，受到了广泛的关注，同时也出现了很多好的方法：一种基于单神经元的PID电力系统节能控制器设计方法，通过对神经元的自学习，对传统的PID控制器的比例、积分、微分系数进行自适应调整，利用神经元的拓扑结构完成了对PID电力系统节能控制器设计。该方法鲁棒性较强，但是存在节能控制过程较为繁琐，耗时长的问题；一种基于遗传算法的PID电力系统节能控制器设计方法。该方法先建立电力系统能源损耗模型，利用自适应线性遗传方法增加自适应参数调整机制，从而有效地完成了对电力系统节能控制器设计。该方法较为简单，但是存在节能控制效果差的问题；一种基于模糊的PID电力系统节能控制器设计方法。该方法借鉴于模糊控制原理，利用PID控制策略依据电力系统外负载的变化动态调整电力系统能源需求量，进而实现了对电力系统节能控制器设计。该方法时间复杂度较低，但是采用当前的算法进行电力系统节能控制器设计时，难以控制实时电力能源需求率的动态变化，存在电力能源消耗过大的问题。

为此，我们提出一种基于改进PID的电力系统节能控制器及调度方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法，包括信息收集组件、信息处理组件以及调度组件，所述信息收集组件用于收集电力系统运行时的电力信息，所述信息处理组件用于处理发电信息和用电信息，所述调度组件用于根据信息处理组件的处理结果对发电单元组和用电单元组进行调度，所述信息收集组件与信息处理组件电性连接，所述信息处理组件与调度组件电性连接，所述信息处理组件用于处理信息收集组件的电力信息计算出专家系统模糊PID控制器的传递函数并将传递函数传输至调度组件进行电力调度。

在上述的一种电力系统节能发电调度控制器中，所述信息收集组件需要收集的电力信息包括电力系统运行过程中的电容E

在上述的一种电力系统节能发电调度控制器中，所述信息处理组件处理电力信息后得出电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'。

在上述的一种电力系统节能发电调度控制器中，所述电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'的运算过程包括以下步骤：

步骤一：由电力信息计算电力系统运行和非运行状态下的能源损耗参数R

步骤二：由步骤一得出结果计算出当电压为X

步骤三：由步骤二得出结果计算电力系统运行所必须能源消耗h，h＝(N

步骤四：由步骤三得出结果计算电力系统非正常能源消耗R

步骤五：由步骤四得出结果计算在电力系统消耗的全部能源中必要的能源消耗所占有的比重χ'，

步骤六：由步骤五得出结果电力系统正常和非正常的能源消耗数量相同，电力系统运行效率达到最大值时的表达式可用下式表示：

步骤七：由步骤六得出结果计算在电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'，其中

一种电力系统节能发电调度控制器的调度方法，该方法包括以下步骤：S1:利用经过模糊化的偏差和偏差的变化率、专家知识的模糊推理对PID节能控制器比例因子k

S2:用e(t)代表电力系统当前时刻节能控制的误差值，e(t-1)代表上一时刻的误差值，Δe(t)误差的变化值；

S3:由(M

S4:在e(t)Δe(t)≥0情况下，系统节能控制的误差值会有所提升，在|e(t)|≥M

S5:在|e(t)|≤M

S6:利用下式计算专家系统模糊PID节能控制器的传递函数

与现有的技术相比，一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法的优点在于：先建立电力系统能源消耗模型，获取在电力系统运行效率最大时的正常能源消耗和非正常能源消耗，并结合专家知识和模糊理论组建专家系统PID控制推理规则，并计算出专家系统模糊PID控制器的传递函数，进行电力系统PID节能控制器的设计，精确的实现了电力系统节能控制。

附图说明

图1为本发明提出的电力系统节能发电调度控制器及调度方法的流程示意图。

具体实施方式

以下实施例仅出于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

一种电力系统节能发电调度控制器，包括信息收集组件、信息处理组件以及调度组件，信息收集组件用于收集电力系统运行时的电力信息，信息处理组件用于处理发电信息和用电信息，调度组件用于根据信息处理组件的处理结果对发电单元组和用电单元组进行调度，信息收集组件与信息处理组件电性连接，信息处理组件与调度组件电性连接，信息处理组件用于处理信息收集组件的电力信息计算出专家系统模糊PID控制器的传递函数并将传递函数传输至调度组件进行电力调度。

信息收集组件需要收集的电力信息包括电力系统运行过程中的电容E

信息处理组件处理电力信息后得出电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'。

电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'的运算过程包括以下步骤：

步骤一：由电力信息计算电力系统运行和非运行状态下的能源损耗参数R

步骤二：由步骤一得出结果计算出当电压为X

步骤三：由步骤二得出结果计算电力系统运行所必须能源消耗h，h＝(N

步骤四：由步骤三得出结果计算电力系统非正常能源消耗R

步骤五：由步骤四得出结果计算在电力系统消耗的全部能源中必要的能源消耗所占有的比重χ'，

步骤六：由步骤五得出结果电力系统正常和非正常的能源消耗数量相同，电力系统运行效率达到最大值时的表达式可用下式表示：

步骤七：由步骤六得出结果计算在电力系统运行效率最大时正常能源消耗h'和非正常能源消耗R'，其中

一种电力系统节能发电调度控制器的调度方法包括以下步骤：

S1:利用经过模糊化的偏差和偏差的变化率、专家知识的模糊推理对PID节能控制器比例因子k

S2:用e(t)代表电力系统当前时刻节能控制的误差值，e(t-1)代表上一时刻的误差值，Δe(t)误差的变化值；

S3:由(M

S4:在e(t)Δe(t)≥0情况下，系统节能控制的误差值会有所提升，在|e(t)|≥M

S5:在|e(t)|≤M

S6:利用下式计算专家系统模糊PID节能控制器的传递函数

在VisualC++6.0的环境下搭建电力系统节能控制器设计实验仿真虚拟平台。假设s代表电力系统中元件数量、d代表正常的能源消耗、p代表非正常的能源消耗、t代表电力系统运行过程中的电流变化率，则利用下式可以计算出大型电力系统节能参数：

分别利用改进算法和传统算法进行电力系统节能控制器设计实验，在不同的实验次数下，将2种算法进行电力系统节能控制器设计的精确性D(％)、误差率Y(％)、稳定性P(％)进行对比，对比结果见表1、表2。

表1：传统算法电力系统节能控制器设计的整体有效性

表2：改进算法电力系统节能控制器设计的整体有效性。

从表1和表2可以看出，改进算法进行电力系统节能控制器设计的整体有效性要优于传统算法，极大地降低电力系统的能源消耗，从而能够实现了节能控制的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。