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随着现代电力系统规模的日益扩大，作为保证电网稳定运行的基础，电力系统稳定性研究受到了越来越多的重视。为解决电力系统在大小扰动下的稳定性问题，本文从发电机调速系统入手，提出了一种基于灰色预测理论的发电机调速系统控制方法，对采用该方法的控制效果进行了计算机仿真，并基于可拓学对发电机调速系统灰色预测控制器的控制性能开展了评价分析工作。本文简明阐述了发电机调速系统在电力系统中的作用和重要性，介绍了同步发电机调速控制系统的发展历史与研究现状，并对各种控制策略在调速控制中的应用进行了综述，认为由于复杂电力系统的非线性和时变性，各种控制方法都不是十分完善，研究一种更为先进的新型调速系统控制方法非常必要。本文采用一种结合灰色预测理论和PID控制技术的复合控制方法。利用MATLAB语言编写了灰色预测算法程序；然后在经典灰色模型GM(1,1)基础上提出了改进的GM(1,1)模型，并仿真验证其“预测”特征；将灰色预测和PID控制相结合，设计了灰色预测PID控制器。对一个简单系统的仿真表明，灰色预测控制能够有效改善系统的动态特性，实现“防患于未然”的事前控制。作为调速控制研究的基础，详细介绍了水轮发电机调速系统的数学模型，其中包括：调速器模型、水轮机及其引水系统模型以及同步发电机模型，并在MATLAB/Simulink环境下建立了相应的仿真模型。将灰色预测PID控制方法引入同步发电机调速系统，在给定的阶跃信号输入和扰动信号输入下研究其暂态过程。仿真结果表明：灰色预测控制可以有效地降低相应的超调量和调整时间，使系统快速地进入稳定状态，与常规控制相比，其控制效果更加显著。为了评估灰色预测PID控制器的控制性能，采用表征系统动态性能的超调量、峰值时间、上升时间以及调整时间为评价指标，综合考虑影响系统性能的各种因素，应用可拓学方法对不同控制方式进行横向比较。首先由仿真结果得到各评价指标的量值，建立物元模型；再以关联函数为基础，对灰色预测PID控制和PID控制做出评价对比。结果表明，前者的控制效果优于后者，验证了灰色预测控制的有效性。