[發明專利]一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202310070434.8
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN115967101A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 張潤凡;任欣怡;別朝紅;劉子玄;馬雪菲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/14;H02J3/00;G06F17/11;G06F17/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，其特征在于，包括：

構建電力系統傳輸網絡和稀疏通信網絡的有向圖；

構建電力系統的狀態空間方程模型；

獲取電力系統中每條母線的功率偏差和頻率偏差；

基于所述有向圖和所述狀態空間方程模型，利用所述功率偏差和所述頻率偏差，采用考慮通信時滯的一致性算法進行二次負荷頻率協同時延控制。

2.根據權利要求1所述的一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，其特征在于，所述電力系統傳輸網絡和稀疏通信網絡的有向圖，具體如下：

定義四個矩陣描述傳輸網絡和稀疏通信網絡中的互聯結構，分別如下：

公式中，k表示母線i與母線j之間的傳輸線；I為單位矩陣；m為發電機母線總條數；n為含新能源及儲能母線的總條數；A₀表示網絡的互聯結構矩陣；A表示含有基準母線的互聯結構矩陣；Γ₁為的單位矩陣的增廣矩陣；Γ₂為的單位矩陣的增廣矩陣。

3.根據權利要求1所述的一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，其特征在于，所述電力系統的狀態空間方程模型具體如下：

公式中，M是發電機慣性常數，M0；D_g是發電機阻尼系數，D_g0；ω_g為傳統發電機母線的頻率偏差，δ是標稱頻率ω⁰下的電壓相位角；P_M是輸入傳統發電機的機械功率；d_g為傳統發電機母線上功率擾動；α為母線電壓相位角之差，α_i＝δ_i-δ_m+n；D_VSC是分布式電源的等效阻尼系數；M_p為下垂系數；ω_VSC為含分布式電源母線的頻率偏差；ω_ref為參考電壓頻率；d_VSC為含分布式電源母線上功率擾動；T_TG為傳統發動機渦輪調速系統恒定參數；為傳統發動機渦輪調速系統中對發電機的控制輸入；P_VSC為分布式電源發出的有功功率。

4.根據權利要求1所述的一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，其特征在于，所述考慮通信時滯的一致性算法具體如下：

式中，G表示傳統發電機母線，G＝{1,...,|G|}；L表示含分布式電源的母線，L＝{1,...,|L|}；B_i、K_i和K_VSC為控制系統設計參數；c_i為二次型發電機成本函數中的系數，二次型發電機成本函數為τ_ji為一個信號從母線j傳遞到母線i需要的時間，τ_ji0；t∈[-τ_max,0]，τ_max＝max_(i,j)∈ε{max{τ_ij,τ_ji}}；P_VSCi表示母線i上通過電壓源換流器的功率；P_PVi表示光伏發電設備發出功率。

5.根據權利要求1所述的一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，其特征在于，所述構建電力系統的狀態空間方程模型，具體為：

基于搖擺方程及下垂控制，構建電力系統的狀態空間方程模型。

6.一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制裝置，其特征在于，包括：

第一構建模塊，用于構建電力系統傳輸網絡和稀疏通信網絡的有向圖；

第二構建模塊，用于構建電力系統的狀態空間方程模型；

獲取模塊，用于獲取電力系統中每條母線的功率偏差和頻率偏差；

控制模塊，用于基于所述有向圖和所述狀態空間方程模型，利用所述功率偏差和所述頻率偏差，采用考慮通信時滯的一致性算法進行二次負荷頻率協同時延控制。