[發(fā)明專利]多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于故障容錯的負荷頻率控制的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611207907.0
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN107069771B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 蘇曉杰;劉鑫鑫;夏鳳琴;文瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 重慶信航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

本發(fā)明公開了一種多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于故障容錯的負荷頻率控制的方法，包括步驟：一、建立多能源電力系統(tǒng)負荷頻率控制的數(shù)學模型；二、基于滑模觀測器，得到多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于容錯的負荷頻率控制的穩(wěn)定性條件；三、設計容錯控制器實現(xiàn)負荷頻率控制；本發(fā)明多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于故障容錯的負荷頻率控制的方法，其設計的滑模觀測器，可以實現(xiàn)傳感器故障及系統(tǒng)狀態(tài)的估計/重構(gòu)，所設計的容錯控制器可以確保系統(tǒng)狀態(tài)仍能漸進趨于穩(wěn)定，本發(fā)明通過重構(gòu)故障信號實現(xiàn)了容錯控制，進一步提高了互聯(lián)電力系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多區(qū)域負荷頻率的控制方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)向著遠距離、超高壓，甚至特高壓方向發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模更趨龐大，結(jié)構(gòu)和運行方式更趨復雜，使得電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行面臨著不斷的挑戰(zhàn)。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)電與負荷不平衡量的變化范圍及波動時間尺度的不同，電力系統(tǒng)頻率和有功功率的調(diào)整通常可以分為三類：一次頻率調(diào)節(jié)、二次頻率調(diào)節(jié)以及三次頻率調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)一、二、三次調(diào)頻和低頻減載之間的協(xié)調(diào)工作共同構(gòu)成了完整的大規(guī)模復雜電力系統(tǒng)頻率控制體系。負荷頻率控制LFC(load frequency control)，是自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control，簡稱AGC，指頻率的二次調(diào)節(jié))的核心部分。互聯(lián)電力系統(tǒng)LFC的主要任務是保證滿意的區(qū)域頻率和聯(lián)絡線交換功率，而區(qū)域頻率和聯(lián)絡線交換功率偏差的出現(xiàn)是由于不可預見的負荷變化和負荷需求之間的不平衡所引起的。電力系統(tǒng)負荷頻率控制是保證供電質(zhì)量及電力系統(tǒng)安全、可靠與經(jīng)濟運行的一種重要的控制手段。因此，如何改進頻率控制策略的設計以適應傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在向大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的重要研究領(lǐng)域。

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，各種新設備的不斷投入與使用，使得系統(tǒng)的復雜程度明顯增加。為提高電力系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，容錯控制逐漸成為電力系統(tǒng)中重要的研究內(nèi)容。另外、電能的生產(chǎn)、輸送與分配是電力系統(tǒng)的主要功能，它要依靠一次系統(tǒng)來完成，而一次系統(tǒng)中設備(元件)的故障是不可避免的，因此二次系統(tǒng)對一次系統(tǒng)的容錯控制顯得十分必要。LFC作為二次系統(tǒng)的核心部分，其與容錯控制結(jié)合必然是LFC發(fā)展的一個重要方向。所謂容錯是容忍故障的簡稱，它通過對系統(tǒng)的設計，使得當一個或部分元件發(fā)生故障后，系統(tǒng)仍然能按原定性能指標或是性能指標略有降低但在可以接受的范圍內(nèi)運行，從而保證系統(tǒng)的正常運行。容錯控制為提高復雜系統(tǒng)的可靠性開辟了一條新的途徑，也為提高電力系統(tǒng)的可靠性提供了一種新的思路。目前，電力系統(tǒng)的負荷頻率容錯控制研究尚處于起步階段。僅存的方法主要是基于殘差法，但是這種故障估計只能獲得故障幅值的近似值，難以精確分辨故障的“形狀”。因此，如何更大精度的重構(gòu)故障，對于控制器設計事關(guān)重要，同時也是具有很大挑戰(zhàn)性的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于故障容錯的負荷頻率控制的方法，通過重構(gòu)故障信號實現(xiàn)容錯控制，以解決電力互聯(lián)系統(tǒng)領(lǐng)域的容錯控制問題，提高互聯(lián)電力系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)基于故障容錯的負荷頻率控制的方法，包括以下步驟：

一、建立多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)負荷頻率控制的數(shù)學模型；

多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的動態(tài)模型為：

其中：