[發明專利]一種多域電力系統負荷頻率控制方法

有效

• 申請號: 201710585217.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107294116B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 米陽;郝學智;馬超;何星瑭;韓云昊;蘇向敬;李振坤
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種多域電力系統負荷頻率控制方法，所述的電力系統包括多個通過聯絡線互聯的區域，各區域中包括傳統發電機、超級電容器、電池儲能系統和風力發電機，其特征在于，所述的方法包括：實時監控電力系統運行狀態，獲得區域控制偏差ACE的值，根據區域控制偏差ACE的值所處的控制區間，令頻率調節裝置的輸出功率發生相應調整，使系統頻率偏差保持在正常范圍內；

所述的方法還包括：對傳統發電機采用滑模控制器進行頻率控制；

根據積分型滑模面s(t)＝Cx(t)-∫C(A-BK)x(τ)dτ設計滑模控制器u(t)，所述的滑模控制器u(t)表達式為：u(t)＝-Kx(t)-(CB)^-1[CW+ns(t)+m sgn s(t)]，

其中，x(t)為系統狀態向量，A為系統矩陣，B為輸入矩陣，C和K是具有適當維數的常數矩陣，矩陣K滿足λ(A-BK)＜0，矩陣C使得CB可逆，W為系統集結不確定項的積分，n和m是正數，sgn*是符號函數，

狀態模型如下：

其中，x(t)＝[Δf₁ ΔP_m1 ΔP_v1 ΔE₁ ΔP₁₂ Δf₂ ΔP_m2 ΔP_v2 ΔE₂]^T，u(t)＝[u₁ u₂]^T，ΔP_L(t)＝[ΔP_L1 ΔP_L2]^T

其中，下標1表示區域1的參數；下標2表示區域2的參數；K_p1、K_p2為電力系統增益；T_p1、T_p2為電力系統時間常數；T_ch1、T_ch2為汽輪機時間常數；T_g1、T_g2為調速器的慣性時間常數；R₁、R₂為調速器速度調節系數；K_E1、K_E2為積分控制增益；B₁、B₂為系統頻率偏差系數；T₁₂為聯絡線功率同步系數；u₁、u₂為設計的滑模負荷頻率控制器；Δf₁、Δf₂為區域頻率偏差；ΔP_m1、ΔP_m2為火電機組的響應功率；ΔP_v1、ΔP_v2為調節閥位置增量；ΔE₁、ΔE₂為頻率偏差積分控制器增量；ΔP₁₂為聯絡線功率偏差；ΔP_L1、ΔP_L2為負荷擾動；x(t)為系統狀態向量；A為系統矩陣；B為輸入矩陣；F為干擾系數矩陣。

2.根據權利要求1所述的一種多域電力系統負荷頻率控制方法，其特征在于，所述的區域控制偏差ACE計算式為：ACE＝ΔP_ij+BΔf，其中，Δf是系統頻率偏差，B是區域頻率偏移系數，ΔP_ij是聯絡線功率偏差。

3.根據權利要求1所述的一種多域電力系統負荷頻率控制方法，其特征在于，所述的控制區間定義包括：

死區，|ACE|≤ACE_d.set，其中ACE_d.set是死區中ACE的最大值；

正常調節區，ACE_d.set＜|ACE|≤ACE_n.set，其中ACE_n.set是正常調節區中ACE的最大值；

輔助調節區，ACE_n.set＜|ACE|≤ACE_e.set，其中ACE_e.set是緊急調節區的門檻值；

緊急調節區，|ACE|＞ACE_e.set。