【摘 要】
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抽水蓄能电站在新型电力系统的构建中发挥基础性调节、促进新能源消纳等作用,是推动能源结构绿色转型不可或缺的有力工具。作为抽水蓄能电站的核心设备,抽水蓄能机组一直是国内外热点研究对象,它涉及复杂的水-机-电耦合,具备工况繁多、转换频繁等特点,相较于常规机组而言控制难度更大。此外,抽水蓄能电站的高水头大容量的发展趋势无疑对机组频率调节等提出新的挑战。为保障机组安全稳定运行,开展抽水蓄能机组调速系统控制研
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目,抽蓄储能-风-光互补智能微网多尺度控制研究（51679095）； 国网江西省电力有限公司科技项目,水轮机组调节系统预测控制模型及优化控制策略研究（521820180010）；
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抽水蓄能电站在新型电力系统的构建中发挥基础性调节、促进新能源消纳等作用,是推动能源结构绿色转型不可或缺的有力工具。作为抽水蓄能电站的核心设备,抽水蓄能机组一直是国内外热点研究对象,它涉及复杂的水-机-电耦合,具备工况繁多、转换频繁等特点,相较于常规机组而言控制难度更大。此外,抽水蓄能电站的高水头大容量的发展趋势无疑对机组频率调节等提出新的挑战。为保障机组安全稳定运行,开展抽水蓄能机组调速系统控制研究具有重要意义。抽水蓄能机组调速系统是复杂非线性系统的典型代表,传统控制规律难以满足其控制品质需求,亟待探索一种可有效提升机组控制品质的新型控制策略。同时,调速系统的高精度建模是控制策略实施的关键,因此本文围绕系统辨识与控制方法创新开展研究。基于二型模糊理论基础,研究在线聚类算法,实现模型的高精度在线辨识;充分融合二型模糊理论与广义预测控制的优势,提出基于区间二型模糊模型的模糊预测控制策略。本文主要研究工作和创新性成果总结如下。（1）提出基于递推区间二型模糊C均值聚类的调速系统T-S模糊模型辨识方法。为满足某些场景的高实时性需求,提出递推区间二型模糊聚类算法,实现了模型的高精度在线辨识,并应用于抽水蓄能机组调速系统,为后续抽水蓄能机组调速系统模糊预测控制的实现提供了模型基础。（2）提出基于在线区间二型模糊C均值聚类的调速系统T-S模糊模型辨识方法。针对固定模糊规则数与非线性时变系统失配的问题,进一步研究模糊规则库的调整机制,提出基于在线区间二型模糊聚类算法的辨识方法,实现了T-S模糊模型结构和参数的自适应调整,兼具高辨识精度和强抗噪性能。（3）提出基于二型模糊模型的抽水蓄能机组调速系统预测控制策略。依据区间二型T-S模糊模型辨识方法,建立抽水蓄能机组调速系统高精度数据驱动模型,进一步引入广义预测控制理论,设计一种新型模糊预测控制器,取得了优于传统PID控制器的控制效果。
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