《智能控制理论在电力电子中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能控制理论在电力电子中的应用（3页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、智能控制理论在电力电子中的应用摘要：随着电力半导体制造技术、微电子技术，以及控制理论的不断进步，电 力电子技术的应用呈现快速发展趋势。当前，随着全球化的能源危机和环境问题 的出现，电力电子技术更是凭借其独有的特点和优势，在高效、清洁、节能的科 技产品研发创造方面发挥着不可替代的作用。电力电子技术逐渐由传统的电力半 导体器件、交直流可变电路、电力传动与控制领域扩展为电气节能、新能源发电 和智能电网与能源互联网等先进领域。关键词：智能控制；电力电子；应用1 概述目前，已有的电力电子技术的发展重心基本上停留在对系统基本功能的实现 与性能的提高，而同时针对传统的经典控制理论和现代控制理论对电力电子控制
2、 技术的发展也越来越难以满足日渐复杂多元系统的发展需要。近年来，随着微电 子技术的迅速发展，高精度、高速度的微处理器的出现，使得复杂参量和系统状 态实时计算成为可能，以及现代控制理论的大量实践和丰富经验，模糊控制、自 适应控制、神经网络控制等智能控制理论开始应用于电力电子技术，以此来满足 高性能、高精度、强鲁棒性的电力电子系统发展需求。2 智能电网对先进电力电子技术的需求2.1 电力电子技术是智能电网的助推器目前随着科技的不断发展与进步，传统的电力电子技术已经逐渐向智能化的 方向迈进，而且电力电子技术的应用也是使智能电网统一的基础条件，同时电力 电子技术的智能化发展也是未来不可逃避的发展方向，
3、根据我国国情发展的实际 情况来看，各种有关于智能化电力电子技术的系统控制器，都会迎来非常好的应 用前景。2.2 可以促进可再生资源的有效利用大部分可再生资源的应用都存在着不确定性，而且这种不确定性尤其存在于 一些规模比较大的资源分布区域内，因此稳定性是电力电网发展的主要目标，通 过在智能电网中应用电力电子技术可以很好的优化电力运输，可以使电力传播的 距离更远，速度更快，稳定性更高。有效的对可再生资源进行调控可以很好的促 进用电的清洁性，防止对环境造成污染，因此对地球的发展造成影响。2.3 可以改善电网中电能质量和满足电力市场的需求采用目前发展过程中比较先进的技术可以很好的提高用电的质量，因而就
4、可 以很好的助力各项用电工作的稳定发展。因为当今在用电过程中出现的问题与电 力电子技术的发展脱离不了关系，所以这就决定了电能质量方面的问题要和电力 电子技术共同发展，必须要将电力电子技术逐渐推进智能化发展，让它在智能化 发展的大背景下电力行业的发展会更好。要想能够有效地做到这一点，还必须促 进智能电网的发展。3 电力电子技术具有的作用3.1 提高电网的稳定性当前我国的电网技术已经进入到一个全面发展的阶段，虽然发展速度有了较 为明显的提高，但是还是存在一定的问题影响电网的稳定性。当前我国经济正逐 渐由高速发展转变为稳步增长。当前我国社会的电力需求比较巨大，社会的快速 发展与现行的电网已经存在较大
5、的矛盾，这就需要对电网进行改进。通过应用电 力电子技术能够加强电网的智能化，通过电力电子技术的应用可以有效的保证电 网的安全，借助电力电子技术能够有效的维护电网的基本运行状态，让智能电网 可以得到更大程度的优化。在针对电网的设计工作过程中，考虑最多的一项工作就是安全问题，一旦电 网发生问题就会造成非常大的危害。不同的电网系统之间也存在着不同的问题， 因此一定要借助电力电子技术，这样就可以很好地将电力运行的稳定性问题有效 的解决。随着当前电网的智能化程度越来越高，电网的结构复杂程度相比较以前 更加的高，通过电力电子技术对电网结构的优化实现了电网的稳定性。3.2 有效提高电能质量曾经在2008年某
6、项工程中应用了直流关键技术，这一项工程项目有20MVA 的容量，电压的等级为正负30KV,其中工程的容量为100MW，直流电压为正负 100KV。如果电能的质量比较低的话就会导致出现不良的影响，会影响到工程的 正常运行。通过应用电力电力技术能够将电能的质量有效的提高，在电网开展电 能输出工作时，利用电力电子技术可以科学的配置电能的输出，实现电能的稳定 输出，极大程度的提高了电能的输出效率，增大了相应的经济效益。3.3 帮助实现资源的配置当前我国经济的发展需要大量的能源来消耗，我国也针对这一问题提出了相 应的解决办法，对于电能缺失的程度虽然还没到非常缺的程度，但是也需要将这 一问题重视起来。能源
7、的过渡消耗对于环境也会造成一定的破坏，也可能会引发 社会能源的供需不足问题。为了有效的缓解当前能源过度消耗的问题，可再生能 源出现了，通过借助可再生能源能够有效的帮助实现资源的合理配置。通过应用 电力电子技术能够建设更加环保的电网，实现能源的优化配置，实现社会的可持 续发展。4 电力电子控制智能化的应用发展4.1 模糊变结构控制的应用模糊控制是20世纪60年代发展起来的一种高级控制策略和新颖技术。模糊 控制技术在基于模糊数学理论的基础上，通过模拟人的近似推理和综合决策过程 按照模糊控制规则实施控制，而且此过程不需要考虑其数学模型与系统的矛盾问 题。它在算法的稳定性和适应性上得到很大程度的提高，
8、成为智能控制技术的重 要组成部分，一般的控制理论很难做到这一点。模糊控制有一个重要特点，就是 它也存在“抖振”现象。这种“抖振”现象却成为解决电力电子变结构系统的“抖振” 现象的一个意外契机，实现了两者的结合，从而使复杂的问题得到有效解决。传 统的边界层法在解决这种“抖振”现象问题时存在很大的缺陷和不足。但利用模糊 控制理论将传统边界层模糊化可实现切换曲面的无抖振切换。通过设计模糊规则 来降低抖振，可以在一定程度上降低模糊控制的“抖振”现象，模糊控制柔化了控 制信号，可实现不连续控制信号的连续化，可减轻和避免我们电力电子变结构控 制应用中的“抖振”现象。4.2 神经网络控制的应用 神经网络在电
9、力电子中的应用主要涉及控制和故障诊断两方面。随着现代电力电子产业的快速发展，其涉及到的范围也越来越广泛。如今，人们对于电力电 子的控制精度以及稳定性等提出了更高的要求，越来越多的控制要求具备智能化 和强适应能力的特征。而神经网络控制技术在电力电子中的应用恰好能够达到这 样的控制要求，它使得我们的电力电子控制电路具备了很强的复杂环境的适应能 力和多目标控制的自学习能力。理论上来说，其可以设计出一个与系统数学模型 无关的，自学习、自适应的，鲁棒性好、动态响应快的智能控制系统。神经网络 的这些特性为解决现代电力电子装置控制上的种种难题提供了一条很好的解决途 径。4.3 预测控制系统的应用预测控制系统
10、在电力电子中的优势在于，它是一种致力于更长的时间跨度甚 至无穷时间的最优化控制。它将控制过程分解为若干个更短时间跨度或者有限时 间跨度的最优化问题，并在一定程度上仍然追求最优解。因此比较与传统的控制 技术中以时间序列分析和统计学两种基本形式来说，其优势在于预测控制策越的 复杂控制系统的复杂度更低以及具有更高的精度和鲁棒性。结语随着社会经济发展速度加快，人们对电力需求量不断增大，对电力质量提出 了新的要求，借助于先进的电力电子技术，电力事业呈现出良好发展态势，电力 技术取得了重大突破，完成了电力事业的改革，良好满足了现代社会居民用电需 求。但是时代在发展，电力事业不能满足现状止步不前，应加大电力电子技术的 研发力度，为电力事业发展作出更大贡献。参考文献1 林杰克，王善平.智能电网构建中电力电子技术的应用J.商品与质 量,2017,24(50):19.2 蒋应伟，侯凯，陈永华，等.EtherCAT总线技术在现代电力电子装置中的应用J. 中国电力,2016,49(9):66-71,77.
智能控制理论在电力电子中的应用
