[發(fā)明專利]一種含多負(fù)荷擾動(dòng)的電力系統(tǒng)的頻率控制器設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310625801.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103606919B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米陽(yáng);韓云昊;吳曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)頻率控制器設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含多負(fù)荷擾動(dòng)的電力系統(tǒng)的頻率控制器設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行最重要的參數(shù)之一。頻率穩(wěn)定是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，它反映了電力系統(tǒng)中有功功率供需平衡的基本狀態(tài)。當(dāng)負(fù)荷快速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)來(lái)不及應(yīng)對(duì)而會(huì)產(chǎn)生頻率的波動(dòng)，特別當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)，頻率偏差可能就會(huì)超過(guò)允許的范圍。頻率波動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是負(fù)荷功率和發(fā)電機(jī)輸出有功功率之間的不平衡，因此需要通過(guò)頻率的三次調(diào)整控制，即電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制(LFC)使得頻率保持在電力工業(yè)允許的范圍之內(nèi)。

在負(fù)荷頻率控制問(wèn)題方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作。傳統(tǒng)的LFC方法主要是利用現(xiàn)代控制論中的PI控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，并且系統(tǒng)中的負(fù)荷也呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，因此電力系統(tǒng)中包含大量的非線性和不確定環(huán)節(jié)，使得傳統(tǒng)的PI控制調(diào)節(jié)效果變差，很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)。為此學(xué)者們不斷的改進(jìn)PI負(fù)荷頻率控制策略，并且將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)測(cè)控制和自適應(yīng)控制等先進(jìn)控制理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率控制設(shè)計(jì)中，這些方法在一定程度上解決了系統(tǒng)不確定的影響，但是也存在控制復(fù)雜、魯棒性差等不足。

滑?？刂谱鳛榈湫偷姆蔷€性控制，具有響應(yīng)速度快，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)不確定和外部干擾呈現(xiàn)不變性的優(yōu)點(diǎn)，并且算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)，所以不少學(xué)者將滑?？刂茟?yīng)用到電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制設(shè)計(jì)中。高為炳對(duì)階躍負(fù)荷變化情況下的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)了常規(guī)的滑模負(fù)荷頻率控制器，仿真結(jié)果顯示了該控制器比PI控制器有更好的魯棒性。孟祥萍提出了一種基于Ackermann公式的分散滑模負(fù)荷頻率控制。將互聯(lián)電力系統(tǒng)的功率作為不確定干擾來(lái)設(shè)計(jì)滑模負(fù)荷頻率控制器。但是以上兩種控制方法的前提是假設(shè)不確定干擾的界必須是已知的，即利用不確定干擾的界來(lái)設(shè)計(jì)滑模負(fù)荷頻率控制器，具有較大的保守性，會(huì)產(chǎn)生較大的抖振。Kondo，H.將干擾觀測(cè)器應(yīng)用到電力系統(tǒng)滑模負(fù)荷頻率控制設(shè)計(jì)中，仿真結(jié)果顯示利用干擾觀測(cè)器估計(jì)的負(fù)荷值來(lái)設(shè)計(jì)滑模控制器，不僅削弱了抖振的影響還減少系統(tǒng)的頻率偏移。但是該控制方法要求所研究電力系統(tǒng)中的負(fù)荷擾動(dòng)是匹配的，并且沒(méi)有考慮由于電力系統(tǒng)工作點(diǎn)的變化而產(chǎn)生的參數(shù)不確定項(xiàng)的影響，對(duì)于發(fā)電機(jī)受限(GRC)時(shí)控制器的仿真效果也沒(méi)有進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種含多負(fù)荷擾動(dòng)的電力系統(tǒng)的頻率控制器設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種含多負(fù)荷擾動(dòng)的電力系統(tǒng)的頻率控制器設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立電力系統(tǒng)狀態(tài)模型方程式中d(t)=ΔAx+ΔBu+(H+ΔH)ΔP_d(t)為集結(jié)的干擾不確定項(xiàng)，x(t)=Δf(t)ΔPg(t)ΔXg(t)ΔE(t)]]>為狀態(tài)向量，u(t)為控制輸入，矩陣A、B和H為標(biāo)稱常數(shù)矩陣，ΔA、ΔB和ΔH為電力系統(tǒng)參數(shù)的變化，ΔP_d(t)為電力系統(tǒng)負(fù)荷擾動(dòng)變量，Δf(t)為頻率偏移，ΔP_g(t)為發(fā)電機(jī)輸出功率的增量變化，ΔX_g(t)為調(diào)速器閥門位置的增量變化，ΔE(t)為積分控制增量變化；