[發(fā)明專利]一種交直流互聯(lián)電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711406733.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108282025A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳釗;汪寧渤;馬彥宏;丁坤;趙龍;周強(qiáng);馬明;王定美;呂清泉;張艷麗;張健美;王明松;黃蓉;張金平;李津;周識(shí)遠(yuǎn);張珍珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司;甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發(fā)明提供一種基于兩級(jí)分層模型預(yù)測(cè)控制的交直流互聯(lián)電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制方法。該方法在下層采用分散控制方式對(duì)多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)控制；在上層采用動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)模式對(duì)下層分散的模型預(yù)測(cè)控制器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，因而，該方法是將集中式控制方式和分散式控制方式有機(jī)相結(jié)合，通過(guò)上下層之間的遞進(jìn)關(guān)系切換控制方式，兼具了集中式控制的全局最優(yōu)性和分散式控制方式的可擴(kuò)展性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制領(lǐng)域，具體是涉及一種基于兩級(jí)分層模型預(yù)測(cè)控制的交直流互聯(lián)電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制方法。

背景技術(shù)

自動(dòng)發(fā)電控制(Automatic Generation Control，AGC)是能量管理系統(tǒng)EMS中的一項(xiàng)重要功能，它按照一定的調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制的要求。隨著規(guī)?；L(fēng)電接入交直流互聯(lián)電網(wǎng)，傳統(tǒng)的AGC控制方法難以抑制風(fēng)電波動(dòng)性所帶來(lái)的區(qū)域頻率穩(wěn)定和聯(lián)絡(luò)線振蕩等問(wèn)題。

模型預(yù)測(cè)控制(Model Predictive Control，MPC)近年來(lái)在電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。模型預(yù)測(cè)控制是一類反饋控制方法，其機(jī)理為：在每一個(gè)采樣時(shí)刻，根據(jù)獲得的當(dāng)前測(cè)量信息，在線求解一個(gè)有限時(shí)域開環(huán)優(yōu)化問(wèn)題，并將得到的控制序列的第一個(gè)元素作用被控對(duì)象；在下一個(gè)采樣時(shí)刻，重復(fù)上述過(guò)程：用新的測(cè)量值刷新優(yōu)化問(wèn)題并重新求解。因此，模型預(yù)測(cè)控制方法具有系統(tǒng)模型要求低、控制性能好、在線優(yōu)化便捷、能處理多變量約束等優(yōu)點(diǎn)，已被成功地應(yīng)用于AGC系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)。

目前，模型預(yù)測(cè)控制所采用的控制器結(jié)構(gòu)主要是集中式模型預(yù)測(cè)控制(Centralized Model Predictive Control，CMPC)、分散式模型預(yù)測(cè)控制(DecentralizedModel Predictive Control，DMPC)。集中式模型預(yù)測(cè)控制是將整個(gè)系統(tǒng)的所有輸出或狀態(tài)信息反饋到一個(gè)中央控制器上，控制器計(jì)算得到整個(gè)系統(tǒng)的控制輸入，這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在計(jì)算量、可靠性等方面能力十分有限。分散式模型預(yù)測(cè)控制是由分散在各個(gè)區(qū)域內(nèi)MPC控制器根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)信息和ACE信號(hào)計(jì)算得到相應(yīng)的控制量，并分配至區(qū)域內(nèi)AGC機(jī)組，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)AGC系統(tǒng)的分散控制。分散式模型預(yù)測(cè)控制方法通過(guò)多個(gè)控制器可以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性以及系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，解決了子系統(tǒng)地理分布上的分散性。這種控制方式當(dāng)各個(gè)子系統(tǒng)耦合比較弱時(shí)，控制器的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單；當(dāng)各個(gè)子系統(tǒng)之間耦合比較強(qiáng)烈時(shí)，分散式控制系統(tǒng)可能無(wú)法達(dá)到滿意的控制性能，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。因此，無(wú)論是集中式模型預(yù)測(cè)控制還是分散式模型預(yù)測(cè)控制，都存在一定的缺陷，無(wú)法適用于含風(fēng)電的交直流互聯(lián)電網(wǎng)的AGC系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種基于兩級(jí)分層模型預(yù)測(cè)控制的交直流互聯(lián)電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制方法。該方法在下層采用分散控制方式對(duì)多個(gè)區(qū)域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)控制；在上層采用動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)模式對(duì)下層分散的模型預(yù)測(cè)控制器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，因而，該方法是將集中式控制方式和分散式控制方式有機(jī)相結(jié)合，通過(guò)上下層之間的遞進(jìn)關(guān)系切換控制方式，兼具了集中式控制的全局最優(yōu)性和分散式控制方式的可擴(kuò)展性。

解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種基于兩級(jí)分層模型預(yù)測(cè)控制的交直流互聯(lián)電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制方法，其特征在于：下層是把整個(gè)AGC系統(tǒng)分解成若干個(gè)各自獨(dú)立但又相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)，由分散的MPC控制器實(shí)施自治控制，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)自身的優(yōu)化目標(biāo)；上層是對(duì)各分散的MPC控制器實(shí)施動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)集中式的全局控制。

具體步驟包括：

1)建立各個(gè)子區(qū)域AGC系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型；

2)形成兩級(jí)分層AGC模型預(yù)測(cè)控制：在各個(gè)子區(qū)域AGC系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的基礎(chǔ)上，形成建立上層的分散式AGC模型預(yù)測(cè)控制，實(shí)現(xiàn)局部自治；在下層建立分散式AGC模型預(yù)測(cè)控制器的基礎(chǔ)上，進(jìn)而在上層建立集中式AGC模型預(yù)測(cè)控制，協(xié)調(diào)全局；

3)控制參數(shù)校正與仿真。