[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

本發明公開了一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法和裝置，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。本發明能夠有效解決新型電力系統負荷頻率調控問題。

技術領域

本發明涉及新型電力系統和負荷頻率控制技術領域，更具體地，涉及一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法和裝置。

背景技術

電力系統正面臨構建新型電力系統的重大轉型。相較于傳統電力系統，新型電力系統含有高比例新能源及大量電力電子設備，慣性系數和阻尼系數都較小，在帶來許多優勢的同時，波動性較大、系統穩定性較差等問題也成為大家關注的焦點之一。

解決這一問題的關鍵在于，要設計一種具有良好調節控制能力的新型控制系統，可以合理調配新型電力系統中傳統發電機、新能源以及儲能設備之間的功率分布，快速穩定新能源和系統擾動帶來的波動性。因此，為了保證新型電力系統能夠安全、穩定、經濟的運行和發展，對其控制系統的研究具有重要意義。

目前針對頻率的分布式控制研究較少，主要控制手段仍是傳統的自動發電控制。但隨著新能源并網規模的不斷擴大，能源節點數量快速增加，集中式控制對通信網絡性能及計算中心能力的要求不斷提高；而分散式控制僅利用局部測量信息，各控制器之間以及控制器與控制中心之間不需要通信鏈路連接，相比于集中控制雖然提高了系統的可靠性且降低了通信成本，但該模式利用到的信息十分有限，控制性能不高。由此可見，這兩種控制模式均無法滿足新能源滲透率不斷提高背景下配電網運行和控制的需求。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法和裝置，能夠有效解決新型電力系統負荷頻率調控問題。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種電力系統的二次負荷頻率協同時延控制方法，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。

進一步地，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；的單位矩陣的增廣矩陣；Γ₂為的單位矩陣的增廣矩陣。

進一步地，所述電力系統的狀態空間方程模型具體如下：