[發明專利]一種適用于信息不確定系統的負荷頻率控制裝置及方法

有效

• 申請號: 202010973857.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112152221B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 楊挺;張璐
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/24;H02J13/00;G06F30/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

本發明的一種適用于信息不確定系統的負荷頻率控制裝置，所述裝置器件包括：信息采集模塊、優化決策模塊、自適應控制模塊，所述信息采集模塊通過傳感器采樣測量將通信系統N時刻的狀態信號接入本裝置，并將采樣信號整合上傳至代理節點；所述優化決策模塊接收信息采集模塊輸出的信息依據通信系統隨機事件的出現概率測度，進行同步采樣轉換通過建立的信息熵H的模型分析系統的信息不確定程度，并將分析結果輸入自適應控制模塊；所述自適應控制模塊將數據分析結果輸入基于模糊規則設計的自適應控制模塊中，針對影響系統信息不確定度各量的概率測度表示，本發明整合信息系統時滯、丟包、誤碼各量建立信息熵的數學模型，完成對系統信息不確定性的建模，通過量化信息不確定性，建立系統負荷頻率模型，實現計及信息不確定的頻率控制。

技術領域

本發明涉及一種負荷頻率自適應控制裝置，特別涉及一種基于自適應模糊控制器的信息不確定系統的頻率控制。

背景技術

單一的電力系統分析是在網絡建模和潮流計算的基礎上，完成輸配電規劃、暫穩態故障分析、可靠性計算等各項工作。其中，負荷頻率控制(Load?frequency?control,LFC)系統通過控制區域聯絡線交換功率穩定實現輸入偏差到控制器輸出控制量之間的映射關系，隨著ICT(Information?and?communications?technology)技術在電力系統中的發展，信息的不確定性對電力系統的穩態運行提出了嚴峻挑戰。

新能源多具有波動性和隨機性，無法存儲。因而無法像利用傳統能源那樣，在保持一次能源相對穩定的情況下，產生電能。為同時解決復雜系統頻率偏差最小和強魯棒性的要求，引入以智能算法技術為基礎的控制方案，彌補傳統控制方式在系統非線性和不確定性等方面的不足。包括采用廣義預測控制算法生成決策指令對信息系統的延時、丟包、亂序進行補償，以此抑制系統的低頻振蕩；使用隨機分層分布式模型預測控制的頻率控制規劃方法，建立了各時間尺度的功率預測誤差模型，與傳統電源協同調頻；通過模糊邏輯集和改進算法組合的孤島負荷頻率控制方法，以減小針對負荷擾動的微網頻率偏差。

LFC系統中開放型通信綜合網絡的使用，加大了時滯等信息不確定性問題對頻率穩定性的影響。為解決高信息不確定性下的頻率魯棒控制，在單區域LFC系統采用隨機鎮定的方法，基于隨機穩定性準則搭建有效的PI控制器；預設LFC時滯實現基于計算智能的分數階PID控制器參數優化整定；多區域LFC系統通過估計時延和數據包丟失概率，提出基于馬爾可夫方法，減小穩態和瞬態響應下的頻率偏差。在雙區域系統中，由于風能等新能源的接入，能量與信息的雙向流動依賴于多種智能一、二次設備的使用，通信系統呈現出更為復雜和靈活多變的特點。由電力系統各項業務的具體通信指標可以得到，一個通信系統穩定運行狀態下，時滯、丟包、誤碼及其他信息不確定性特征都需要維持在一個基本穩定范圍內。因此，考慮將各信息不確定度建模為信息熵模型，統一來說，對信息熵的要求可以用來衡量系統業務的重要程度，重要程度越高，允許的信息熵越小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種適用于信息不確定系統的負荷頻率自適應控制裝置。詳見下文描述。

本發明的一種適用于信息不確定系統的負荷頻率控制裝置，所述裝置器件包括：信息采集模塊、優化決策模塊、自適應控制模塊。裝置結構如下。

信息采集模塊：采用基于香農采樣定理的傳感器采樣測量，將通信系統N時刻的狀態信號接入本裝置，并將采樣信號整合上傳至代理節點。

優化決策模塊：將信息采集模塊獲得的信息進行同步采樣轉換，依據通信系統隨機事件的出現概率測度，通過建立的信息熵H的模型分析系統的信息不確定程度；并將分析結果輸入控制模塊。