Optimización de parámetros del controlador de supresión de oscilaciones de unidades hidroeléctricas basada en algoritmo mejorado de enjambre de partículas

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摘要

【Objetivo】 Frente a la dificultad para ajustar razonablemente los parámetros del regulador de velocidad durante la operación de unidades hidroeléctricas con alta proporción y los problemas de oscilaciones ultra-bajas frecuencias, se propone un método de optimización de parámetros del regulador basado en un algoritmo mejorado de enjambre de partículas para mejorar la capacidad del sistema de suprimir oscilaciones de baja frecuencia y la estabilidad operativa. 【Método】 Tomando como objeto de estudio el modelo típico acoplado de generador-turbina hidráulica, se construye un marco de búsqueda óptima de parámetros basado en el algoritmo mejorado de enjambre de partículas (particle swarm optimization, PSO), mejorando la uniformidad de la distribución de la población inicial mediante la inicialización múltiple de partículas, introduciendo un mecanismo adaptativo de aumento de diversidad dinámica para ajustar el proceso de búsqueda y evitar la convergencia prematura; se diseña una función de aptitud robusta que incorpora las características de oscilación de baja frecuencia, tiempo de ajuste, sobreimpulso y error en estado estable como objetivos de optimización unificados, formando un modelo de optimización multiobjetivo orientado al rendimiento de baja frecuencia. 【Resultados】 Mediante simulaciones comparativas, el método propuesto se evaluó sistemáticamente junto con el PSO tradicional, PSO mejorado, algoritmo de optimización de ballenas, algoritmo de optimización de lobos grises y método de ajuste empírico. Los resultados muestran que el PSO mejorado propuesto tiene el mejor rendimiento en la supresión de oscilaciones ultra-bajas frecuencias, reduciendo significativamente la amplitud y el tiempo de amortiguamiento de las oscilaciones, acortando el tiempo de ajuste del sistema y suprimiendo eficazmente el sobreimpulso, con mejor estabilidad dinámica y robustez de parámetros bajo condiciones de perturbación. 【Conclusión】 El método de optimización de parámetros del regulador basado en el algoritmo mejorado de enjambre de partículas logra ajustes eficientes y fiables de los parámetros, proporcionando una solución técnica viable para la supresión de oscilaciones ultra-bajas frecuencias en sistemas hidroeléctricos con alta proporción.

关键词

unidades hidroeléctricas; oscilaciones ultra-bajas frecuencias; optimización por enjambre de partículas; control PID fraccional; ajuste de parámetros

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