考虑GRC的多区域电力系统负荷频率分散控制

本文讨论了将突迭分解分散控制理论应用于区域性电力系统的负荷频率控制(LFC)的可行性,并提出了一种新的控制系统设计方法。该方法不仅保持了交造分解分散控制的一切优点,考虑了发电速度的限制,而且有效地改善了控制系统的动态品质。对两区域电力系统进行的LFC系统设计及仿真,结果表明本设计方法是可行的,且具有一定的优越性。     

多区域互联电力系统的PI滑模负荷频率控制

提出了一种用于多区域互联电力系统的负荷频率综合PI滑模控制方法,该方法同时发挥了基于新区域控制偏差的比例积分控制和滑模控制的优点,选用带积分的滑模超面方程使系统从一开始就进入滑模状态,当系统进入滑模状态后,转化为基于新区域控制偏差的比例积分控制。在考虑发电机变化率约束和具体控有控制死区条件下,所提出的综合控制方法仍能使系统取得较好的性能,而且克服各自单一控制的不足,仿真结果显示该方法是简单的、有效的、并且能够保证整个系统是渐进稳定的。     

含风光水火储的多区域互联电力系统协同优化负荷频率控制

针对现代电力系统中呈现出的互联和多源的特点,首先提出了一种启发式智能优化算法辅助含风光水火储的多区域互联电力系统协同优化负荷频率控制方法,该方法以每个区域的区域控制偏差为目标函数;然后利用鲸鱼智能优化算法鲁棒性强、求解精度高及收敛快速度等优点,对各区域的PID负荷频率控制器参数进行协同优化,使得系统在各种随机扰动下,都能够维持频率稳定和长期安全运行;最后建立含风光水火储的三区域互联电力系统模型,对比不同优化整定方法下的互联电力系统频率和联络线功率偏差,测试系统在不同扰动时各区域的稳定性及所提方法的有效性。实验结果表明,所采取的多区域互联负荷频率控制器协同优化整定方法有效地改善了系统的稳定性,具有良好的鲁棒性和实用性。     

基于微分博弈理论的静止同步补偿器协同控制

静止同步补偿器(STATCOM)的交流电压控制和直流电压控制的负交互日益引起研究者的重视,需要研究新的控制模型和策略。文中首先介绍了STATCOM直流电压控制和交流电压控制的功能及其之间的关系,推导了带有STATCOM的单机无穷大系统的数学模型。然后引入微分博弈理论,并基于微分博弈协同控制理论设计了一种新的STATCOM协同控制方法来解决STATCOM两控制器之间的负交互作用。最后,采用MATLAB/Simulink对所述控制模型和方法的可行性进行了仿真验证,并且将该控制方法与其他控制方法进行了比较,说明了该控制方法的优越性。     

基于VSC-HVDC的多区互联电力系统负荷频率控制策略

针对传统的交流输电系统在功率传输方面存在的诸多弊端,提出一种应用电压源换流器-高压直流（VSC-HVDC）互联传输线路减小多区互联电力系统间频率振荡的方案.首先在VSC-HVDC的基础上提出系统模型,然后在此基础上确认对互联系统发生随机负荷扰动时的控制策略,提高频率控制的效率,增强互联系统的稳定性.仿真结果表明,相比于仅应用交流传输线路的情况,该控制方案对联络线的功率振荡具有良好的阻尼性能.     

基于加权果蝇优化算法的多区域频率协同控制

随着大规模可再生能源的开发和应用,电网变得越来越庞大且复杂,如何保证大量不同控制器之间的协调是最值得关注的问题之一。利用微分博弈理论可以解决协同控制的问题。然而,传统算法难以求解带约束的微分博弈问题。此外,现有研究建立的仿真模型几乎是线性的,不利于实际工程应用。针对上述问题,提出了一种基于加权果蝇优化算法(Weighting Fruit Fly Optimization Algorithm, WFOA)的协同进化算法来求解具有非线性约束的多区域频率协同控制模型。仿真结果表明,与协同进化遗传算法和协同多目标粒子群优化算法相比,该方法具有更好的控制效率,同时对系统出现的外部扰动变化及内部机组参数变动具有很好的鲁棒性。     

基于微分博弈理论的两区域自动发电控制协调方法

随着风电等间歇式能源并网,自动发电控制(AGC)过程中将出现越来越多的区域间功率支援,而各区域都不愿付出过多的调节代价,如机组磨损、额外燃料消耗、偏离经济调度下的运行点造成的损失。解决其间的博弈困局,制定有说服力、稳定的协调运行方案,是调动全网调频资源共同消纳间歇式能源的前提。文中利用微分博弈理论对该问题进行建模并求解,使博弈达到非合作反馈纳什均衡点。在两区域AGC模型上的仿真结果显示,与比例—积分控制和最优控制不同,所提的协调控制策略能保证被各区域自愿、忠实地执行,因为单独改变策略将导致收益下降。     

考虑可控负荷的多区域电力系统分布式模型预测负荷频率控制

由于同步发电机的惯性较大,导致传统的集中式负荷频率控制模式反应不够迅速,而用户侧具有快速响应能力的可控负荷资源为系统的频率调节提供了新机遇。研究了考虑用户侧可控负荷资源主动参与系统频率调节的多区域互联电力系统分布式模型预测负荷频率控制问题。通过建立的含可控负荷的多区域互联电力系统负荷频率响应模型及自动发电控制模型,基于连续时域交替方向乘子法和分布式模型预测控制方法,提出了一种用户侧可控负荷资源主动参与的多区域互联电力系统分布式模型预测最优负荷频率控制模型。基于修改的IEEE39节点三区域互联电力系统进行仿真验证,结果表明所提考虑可控负荷的分布式模型预测控制策略可显著减少系统恢复至稳态所需的时间。分布式控制策略的控制自由度更高,增强了系统的可控性。     

基于非合作博弈的多能量枢纽优化运行方法

能量枢纽(EH)可以促进不同形式的能源载体协同运行,是加快泛在电力物联网关键技术研究的重点。提出了一种基于非合作博弈的多EH优化运行方法,将包含多能源系统的单个园区抽象为一个EH,对EH中的能源生产、转换及储能设备进行建模,建立多能协同运行的EH框架;在此基础上,构建基于纳什均衡的多EH非合作博弈模型,各EH以日运行成本最小为目标函数与其他EH参与博弈,分析各EH中设备出力和负荷平衡情况。基于MATLAB进行仿真运行,结果表明多个EH之间能充分利用区域间负荷互补特性,使各EH在优化个体运行成本的同时,提高系统的灵活性。     

基于微分博弈理论的频率协调控制方法

通过引入微分博弈理论,为解决电力系统中众多控制器动态协调的难题,提出了一种新的解决思路。以一次、二次调频间的协调为例,建立其微分博弈模型并求得开环纳什均衡解。在2区域互联系统上的仿真表明,所述方法能显著缓解一次、二次调频间的冲突反调现象,证明了微分博弈理论在电力系统协调控制领域应用的可行性和有效性。     

二次型性能指标优化的多机电力系统负荷频率控制

为了提高电能质量、确保电力系统经济稳定的运行,本文针对多机的负荷频率控制系统的结构特点,提出了基于二次型动态优化的自抗扰控制器(ADRC)参数设计方法,并在此基础上提出了多机电力系统负荷频率控制的方法。利用最优控制的二次型性能指标思想进行ADRC的非线性反馈控制器(NLSEF)参数的自整定,达到系统的最优调节。而二次型优化与ADRC融合解决了ADRC参数整定难的问题。实例仿真分析验证了ADRC在负荷频率控制系统应用的可行性,与传统PID控制比较,所设计的控制器在不消耗过多的能量下,实现负荷频率的最优控制,系统无超调鲁棒性强,达到了更为理想的控制效果。     

云模型理论在互联电力系统负荷频率控制中的应用

针对负荷频率控制系统具有不确定性问题,提出一种基于云模型理论的多区域互联电力系统负荷频率自适应PI控制方法。该方法以区域控制偏差量e作为云模型发生器的前件,PI控制器参数的整定值P和I作为云模型发生器的后件,建立适于负荷频率控制的一维云模型PI控制器。同时分别从频域和时域角度模拟不同情况下的负荷扰动,采用云模型控制器对PI控制器参数自调整,实现电力系统的负荷频率控制。仿真结果表明,在满足各种负荷扰动情况下,所提方法可有效地跟踪功率波动所引起的频率偏差,满足负荷频率控制指标,具有更强的抗干扰性和鲁棒性,其控制效果明显优于传统PI控制器。     

多虚拟电厂博弈的区域电网经济调度

当前对虚拟电厂的研究多侧重于聚合小容量分布式电源来实现新能源在电网中的高消纳.虚拟电厂在市场条件下合理获得更大收益是促进其发展的重要因素,相关研究还需进一步深入.以开放的售电市场为背景,提出了一种基于多虚拟电厂非合作博弈竞价的区域电网经济调度方法.上层以各虚拟电厂利润最大为目标,在改变策略报价系数的基础上进行非合作博弈...     

基于云神经网络自适应逆系统的电力系统负荷频率控制

针对区域互联电力系统受到风电及负荷扰动后,系统频率会出现大幅度波动的问题,提出一种基于云神经网络自适应逆系统的多区域互联电力系统负荷频率控制方法。在分析单一区域电力系统有功输出特性的基础上,建立计及多区域有功输出的互联电力系统负荷频率控制模型。采用自适应逆控制有效解决系统响应和扰动抑制的矛盾。将云模型引入自适应逆系统构建云神经网络辨识器。利用云模型在处理模糊性和随机性等不确定性方面的优势,进一步提高神经网络的辨识能力。仿真结果表明,所设计的云神经网络自适应逆系统不仅可以得到好的动态响应,还可以使风电及负荷引起的扰动减小到最小。     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁.针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略.为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整.为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求...     

基于神经网络的数据驱动互联电力系统负荷频率控制

针对高度复杂的电力系统存在的建模误差和不确定性等问题,该文基于无模型自适应控制算法提出一种不依赖电力系统模型信息的负荷频率控制策略。首先将电力系统的动力学模型抽象为一般的非线性函数,在其I/O数据之间引入时变的伪偏导数,将非线性电力系统等效为动态线性数据模型;然后构建一个径向基神经网络在线估计系统的伪偏导数,并使用优化理论设计数据驱动的负荷频率控制方案,在理论上严格分析了闭环电力系统的稳定性和径向基神经网络估计方法的收敛性;最后在互联电力系统上验证该负荷频率控制方法在不利用模型信息的前提下,能够取得良好的跟踪性能。     

电力系统二级电压控制的合作博弈模型

现阶段分层分区的电压控制手段,面临多个耦合区域间的协调问题。从博弈论角度,把二级电压控制各分区视为博弈主体,建立基于个体理性的合作博弈模型,各分区寻求高效的联盟组成以改进控制效果。合作的主体有共同优化目标;联盟间以非合作博弈的纳什均衡作为控制策略,可以计及区域间的无功耦合并保证控制的稳定性。提出了不可转移效用合作博弈的解法,理论上证明了模型纳什均衡的存在性。IEEE 39节点系统稳态仿真表明,合作博弈模型能有效协调区域间的无功控制手段,改善二级电压控制的各项性能指标。     

基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制

区域电网间存在较高的数据传输,使有限的通信和计算资源变得拥塞。为降低区域电网间的通信负担,提出基于事件触发控制的时滞电力系统负荷频率控制(LFC)方法。针对具有通信延迟的LFC系统,建立基于事件触发控制的时滞LFC动态模型。进而采用多求和不等式,提出具有事件触发控制器的时滞相关LFC系统Lyapunov稳定分析判据;在此基础上,推导了基于事件触发通信和输出反馈的负荷频率控制器协同设计方案,以保证电力系统频率稳定性的同时提高数据传输效率。仿真结果表明,所提方法能够有效减小互联系统频率和联络线功率振荡,保证系统的时滞稳定性并减少网络通信的冗余传输。     

基于PID负荷频率控制的电力系统时滞相关鲁棒稳定性分析

基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法讨论了单区域电力系统负荷频率控制问题。建立了考虑通信时滞环节的系统模型,并将基于PID控制器的系统转换为具有反馈控制的闭环系统,构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,并应用逆凸不等式方法处理泛函导数中的积分项,推导出系统矩阵中含有PID参数的鲁棒稳定性判据。并结合数值实例分析了系统在不同时滞类型的情况下,PI控制增益与系统时滞稳定裕度之间的关系,仿真结果表明了文中方法的有效性和相比已有方法的优越性。