[发明专利]基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法

说明书

本发明涉及一种基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法。该方法利用无模型自适应控制的特性，结合滑模趋近律控制以及天牛须智能优化算法，实现对水轮机组控制品质的提升。本发明基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法选择天牛须智能优化算法可在无需控制系统的物理参数信息的基础上实现参数的快速整定。

技术领域

本发明涉及一种基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法。

背景技术

能源互联网是能源产业未来发展的新形态，是能源生产、传输、存储、消费和市场的深度融合，是未来能源电网新发展的重要方向。而水电机组在能源互联网中发挥着重要的作用，水电机组具有启停快，负荷调整迅速的特点，通常承担着调峰调频的重要任务，因此为保证水单机组安全稳定经济运行，合理的控制策略设定是至关重要的。

目前水电机组调速器的控制策略通常都是常规的PID控制，由厂家进行整定，在不同的控制模式下，采用的是不同的PID参数，然而这套PID参数并不能满足不同工况的需求，在过渡过程或者变工况调节的情况下，PID控制的效果不佳。而其他的控制策略如滑模控制，神经网络控制以及模糊控制等，其控制器的设计阶段需要被控系统的物理信息，对于水电机组这一复杂的非线性时变系统而言，对其进行精准建模的难度很大，而无模型自适应控制器无需被控系统信息也可以实现对控制器的精准控制，与滑模趋近律控制相结合，可以进一步提高控制的响应速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法，利用无模型自适应控制的特性，结合滑模趋近律控制以及天牛须智能优化算法，实现对水轮机组控制参数的快速整定。

在本发明一实施例中，该方法具体实现步骤如下：

步骤S1、确定无模型滑模自适应控制器的格式，输出准则函数以及伪梯度准则函数，输入输出时间尺度Ly,Lu，控制器滑模部分的滑模系数以及相应的参数初始值；

步骤S2、采集被控系统的输入输出信号，对被控系统进行控制；

步骤S3、对控制器内部特定关键参数进行寻优，采用天牛须算法进行启发式寻优，对不同水头的工况结合不同的误差积分准则函数进行寻优，得到最优参数组合。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法在无模型自适应控制器设计阶段无需被控系统的物理信息，避免了水轮机建模精度不足带来的影响，同时与滑模趋近律控制相结合，可在控制超调量的同时加快控制响应速度，为对控制器内部参数进行整定，采用天牛须算法，天牛须算法在众多智能优化算法中，具有收敛快，运行开销小的优点，可保证寻优过程稳定快速，从而保证对水电机组的安全稳定经济高效运行。

附图说明

图1为水轮机寻优控制系统结构框图。

图2为MFAC滑模控制器运算流程。

图3为额定工况下PID控制器与MFAC滑模控制器效果对比。

图4为0.9倍额定工况下PID控制器与MFAC滑模控制器效果对比。

图5为1.1倍额定工况下PID控制器与MFAC滑模控制器效果对比。

具体实施方式

下面结合附图1-5，对本发明的技术方案进行具体说明。

参见图1-2，本发明提供了一种基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法，利用无模型自适应控制的特性，结合滑模趋近律控制以及天牛须智能优化算法，实现对水轮机组控制参数的快速整定。

以下为本发明的具体实现过程。