[发明专利]一种配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法

权利要求书

1.一种配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)确定RNNI、RNNC结构，对权值矩阵进行初始化，使用白噪声作为SVG的触发信号，采集系统输出作为训练数据，训练RNNI；

(2)设计PI控制器对SVG进行控制，并将系统的输入输出用于RNNC训练；

(3)使用训练好的RNNI、RNNC控制SVG，并给定期望输出；

(4)利用系统输出与期望输出之差，调整模型，使其学习SVG电力系统的动态特性；

(5)依据内模原理的误差传递特性完成控制器的训练；

(6)重复步骤(1)至步骤(5)直到获得理想的控制结果。

2.如权利要求1所述的配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法，其特征在于：所述RNNI结构的确定方法包括如下步骤：

RNNI结构分为输入层、隐含层和输出层，输入信号由参考输入的个数加上控制信号构成；定义和是隐含层中第j个神经元的输入和输出；输出层的神经元用下标k表示，输入输出分别为和定义u(t)，x₁(t-1)，x₂(t-1)，x₃(t-1)和x₄(t-1)为RNNI的输入；和是连接神经元的递归权重，为隐含层内部连接权值，定义隐含层和输出层的关联权重，隐含层输入输出的关系可表示为：

Ij1(t)=Ij1(t)+Σi=1mIWjiR(t)Oi1(t-1),j=1,...,mI]]>

Oj1=f(Ij1(t))=tanh(Ij1(t)),]]>

j＝1,...,m_I

隐含层神经元的激活函数选用正负对称的sigmoid函数——双曲正切函数，有一个等式来表示：

Ok2(t)=Ik2(t)=Σj=1mIWkjO(t)Oj1(t),k=1,...,nI]]>

权重的调整采用实时递归学习算法，首先定义目标函数E_I(t)为误差平方和函数：

EI(t)=12Σj=1nI(xk(t)-Ok2(t))2]]>

权值和基于误差函数调整，计算时采用负梯度方向搜索，步骤如下：

A、用0～1均匀分布的小随机数对权值矩阵W进行初始化，并选择一个收敛参数ε>0，

B、计算E_I(t)为(4)式定义的误差函数；如果则停止调整误差，否则，进行下一步；

C、依据公式来更新权值，为预先给定的学习率参数，X分别为I或R；

D、返回步骤(B)；

和的更新公式分别如下所示：

WjiR(t+1)=WjiR(t)+ΔWjiR(t)=WjiR(t)-ηIR∂EI(t)∂WjiR(t)]]>

WkjO(t+1)=WkjO(t)+ΔWkjO(t)=WkjO(t)-ηIO∂EI(t)∂WkjO(t)]]>

式中和计算公式如下：

∂EI(t)∂WkjO(t)=-(xk(t)-Ok2(t))Oj1(t)]]>

∂EI(t)∂WjiR(t)=-Σk=1nI[(xk(t)-Ok2(t)WkjO(t)).(1-(Oj1(t))2)Oj1(t-1)].]]>

3.如权利要求1所述的配电网供电实时补偿稳定性优化控制系统的实现方法，其特征在于：所述RNNC结构的确定方法包括如下步骤：

RNNC结构由输入层、隐含层和输出层构成；输入由给定的参考信号、辨识器的输出和SVG控制信号的反馈构成，输出层只有一个神经元，输出即为SVG控制信号，和分别定义为输入层第j个神经元的输入和输出，设RNNC的输入为u(t)，x₁(t-1)，x₂(t-1)，x₃(t-1)和x₄(t-1)，输出层只有一个神经元，它的输入为输出为u(t)，u(t)即为SVG控制信号，定义隐含层内部的递归权重为连接隐含层与输出层的权重为

第一个隐含层第j个神经元的输入输出由下式确定：

Sj1(t)=Sj(t)+Σi=1mcVjiR(t)Tj1(t-1),j=1,...,mc]]>

Tj1(t)=f(Sj1(t))=eSj1(t)-e-Sj1(t)eSj1(t)+e-Sj1(t)]]>

RNNC的输出即为控制信号，因为输出层没有使用限幅函数，所以其输出等于输入：

u(t)=S2(t)=Σj=1mcVjO(t)Tj1(t)]]>

定义RNNC的误差函数为：

EC(t)=12Σk=1mc(rk(t)-xk(t))2]]>

r_k(t),k＝1,...,mc为期望输出；

同样，基于最速下降法，权值由下式确定：

VjiR(t+1)=VjiR(t)-ηCR∂EC(t)∂VjiR(t)]]>

VjO(t+1)=VjO(t)-ηCO∂EC(t)∂VjO(t)]]>

和是RNNC的学习率，偏导和由下式确定

∂EC(t)∂VjO(t)=-Σk=1mc[(rk(t)-xk(t))Wk1O(t).(1-(Oj1(t)))2]Tj1(t)]]>

∂EC(t)∂VjiR=-Σk=1mc[(rk(k)-xk(k))Wk1O·(1-(Oj1(t))2)].VjO(t)(1-(Tj1(t)2)Tj1(t-1).]]> 3