基于特高压和超高压直流互联的送端电网AGC系统控制策略

采用基于特高压和超高压直流的电网异步联网方式对现有的自动发电控制(AGC)系统控制策略和电网频率控制的适应性问题逐步显现.为分析直流系统异步联网方式对电网AGC系统控制策略带来的影响,结合直流系统负荷的频率静态特性及其附加频率控制器的动态特性,分析了区域电网AGC对控制区设置、控制模式选择以及与直流附加频率控制器的适应性的影响,并对目前国内广泛应用的控制性能评价标准(CPS)控制策略适应性进行探讨.基于PSD-FDS平台进行直流系统与AGC的频率控制仿真验证和实际工程应用,结果表明基于特高压和超高压直流互联的送端电网AGC控制策略能够较好地适应异步互联电网,为异步联网方式下AGC系统控制策略制定和优化提供参考.     

CPS性能指标和广东电网频率控制策略的改进

频率是交流系统电能质量之一,互联电网要求网内各区域都必须对频率的控制作出贡献。CPS性能指标是评价互联电网各区域对频率控制的贡献或责任的一种标准。介绍了AGC模式并以此为基础阐明了CPS的概念;针对CPS提出了广东电网频率控制策略的改进和完善措施。     

基于Ziegler-Nichols优化算法的火电机组负荷频率PID控制研究

随着风电和光伏接入电网的规模不断扩大,电网负荷峰谷差逐渐增加,电网的频率控制出现超调量过大、调节速度过慢等一系列问题。本文针对互联电力系统的负荷分配以及频率控制问题,提出考虑发电机组分配系数的互联电力系统负荷频率控制方法。首先,建立单个区域包含多个火电机组的两区域电网自动发电控制（AGC）系统仿真模型,根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数,并且获得最优的出力分配系数;然后,基于联络线功率和频率偏差控制（TBC-TBC）的控制模式,采用经Ziegler-Nichols相关算法优化后的PID控制,并对优化后PID控制器的鲁棒性进行分析研究;最后,基于两区域系统仿真模型,在一定的负荷扰动工况下进行仿真验证。仿真结果表明:该分配方法能够有效节省煤耗,本文算法优化后的PID控制器在频率恢复速度方面具有一定的优势,并且鲁棒性良好。     

互联电网AGC的分数阶PID控制

控制性能标准(CPS)下的互联电网自动发电控制(AGC)的控制策略已经取得一些进展.分数阶PID的较强的鲁棒性和非线性适应能力的特征已引起研究人员关注.文中研究了将分数阶PID应用于互联电网AGC控制的问题,并且总结了参数λ、μ的整定规律.仿真结果表明,互联电网AGC的分数阶PID控制系统具有鲁棒性强和非线性适应能力好的优点,并且在CPS指标考核上也比传统PID控制器强.     

基于智能优化算法的互联电网负荷频率控制器设计及其控制性能分析

互联电网负荷频率控制对保障电网安全可靠运行具有重要作用,适宜的控制器参数整定使得电网在各种随机扰动下维持系统频率稳定和联络线功率交换值恒定。针对两区域互联电网的负荷频率控制器参数优化整定问题,提出一种基于智能优化算法的控制器参数整定设计方案。该方案采用最小化时间乘误差绝对值积分作为目标函数,运用灰狼优化算法搜索获得最优化的负荷频率控制器参数。灰狼优化算法模拟了狼群的社会分层机制和群体狩猎行为,使得控制器参数优化整定过程具有快速、高效、自适应和精度高等优点。此外,重点考虑了控制器参数不确定性可能导致的控制器性能衰减,讨论了控制器的脆弱性问题。建立了两区域互联电网负荷频率控制系统仿真模型,采用所提优化算法获取PI/PID型负荷频率控制器参数,仿真结果显示所提算法设计PI/PID控制器相比于传统方法和其他的智能优化算法具有更好的寻优能力和控制性能,并且优化获得的控制器在系统参数和控制器参数不确定性下具有鲁棒性和非脆弱性。     

互联电网CPS标准下的自动发电控制策略

阐述了互联电网控制性能评价标准(CPS)下的自动发电控制(AGC)策略。提出了CPS调节功率分量这一新概念,并将其与比例分量和积分分量相结合,构成区域总调节功率。进一步根据区域控制偏差(ACE)和频率偏差的大小与方向,对区域总调节功率予以修正,以进一步提高CPS指标。最后提出了根据区域总调节功率而不是ACE来划分AGC控制区域的方法。这些控制策略有利于提高电网频率控制质量,体现了紧急情况下互联电网各AGC控制区之间的相互支援,在多个大电网的实际应用中取得了良好的效果。     

基于社会学习自适应细菌觅食算法的互联电网AGC最优PI/PID控制器设计

AGC控制器的参数对电网频率控制的动态性能具有重要影响。不合适的控制器参数将可能使得电网在遭遇较大的负荷扰动时失去频率稳定。针对互联电网AGC控制器参数优化整定问题,提出了一种基于社会学习自适应细菌觅食算法的最优PI/PID控制器设计方法。该方法将社会学习机制及自适应步长策略引入到标准细菌觅食算法中,通过改进细菌寻优过程中的趋化、群聚及繁殖等操作,提高算法的收敛速度及寻优精度。建立两区域互联电网AGC系统仿真模型,采用所提算法优化整定其PI/PID控制器参数。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

大规模风电并网对CPS指标的影响

区域控制性能指标(control performance standards,CPS)是互联电网考核各控制区有功平衡和频率控制的重要标准。研究了风电接入对CPS指标的影响机理,建立了仿真模型,并定量研究了4类改进CPS指标的措施及其有效性。分析结果表明,随着风电接入水平的提高,控制区的CPS指标将变差。风电对频率指标(CPS1)的影响程度与其在整个互联电网中的接入水平有关,对联络线交换功率指标(CPS2)的影响程度与其在接入区域中的接入水平有关。提高风电功率预测精度和进行风电场控制是改善CPS有效措施。     

小波神经网络与PID相结合的负荷频率控制

针对跨区域互联电力系统负荷频率控制的严重非线性,及传统PID控制稳定性差、超调严重、响应速度慢,提出了将小波神经网络与传统PID控制相结合的控制模型。PID完成区域电网内的二级负荷频率控制,区域控制偏差作为有2个小波神经元的神经网络输入,输出用于共同控制负荷频率稳定。网络还采用了负反馈提高学习收敛速度,网络参数采用梯度法结合遗传算法寻优确定。仿真实验结果表明,该方案具有较好的控制效果和鲁棒性。     

基于MVO算法与改进目标函数的电力系统负荷频率控制

针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题,提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先,分析了基于PID控制的含风电互联电力系统LFC闭环模型。其次,在时间乘误差绝对值积分(integral of time multiplied absolute error, ITAE)性能指标的目标函数中考虑了区域控制器的输出信号偏差,对优化目标函数进行改进。采用性能优良的多元宇宙优化(multi-verse optimizer, MVO)算法先计算后验证的思路,寻优获得最优PID控制器参数。最后,以两区域4机组互联电力LFC系统为例,仿真验证了基于MVO算法结合改进目标函数所获得的PID控制器,比基于MVO算法所获得的PID控制器,对阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、风电功率偏差扰动以及系统的参数变化,具有相对较好的鲁棒性能。并且,对控制器参数也具有相对较好的非脆弱性指标。     

基于CPS统计特性的自适应自动发电控制策略

提出了基于CPS统计特性的自适应自动发电控制(AGC)策略,对自适应控制系统结构和CPS/DCS控制器的设计均进行了阐述,重点阐述了可随电网结构、运行方式和实际需要变化的自适应CPS控制参数调节规律。该自适应AGC策略的设计完全面向NARI所提出的控制性能标准(CPS)控制规律,解决了NARI控制规律中参数自动整定问题,并可快速、简便地在电网公司现有的AGC系统上升级实现。借鉴引用了以经济性和指标性为主的优化控制方法。研究表明,该自适应AGC策略可在保证CPS考核合格率的同时有效减轻发电厂的调节压力。     

互联电力系统模糊负荷频率控制器的优化设计

通过建立一个改进了的带修正因子的模糊（ｆｕｚｚｙ）控制表的数学表达式和一个综合性能指标，提出了一种互联电力系统分散Ｆｕｚｚｙ负荷频率控制器的自动优化设计方法。对一个两区域互联电力系统的数字仿真结果表明：所设计的分散Ｆｕｚｚｙ负荷频率控制器具有良好的控制性能。     

微粒群优化负荷频率控制

针对两区域电力系统运用微粒群优化算法进行负荷频率控制,将模糊控制和微粒群优化算法相结合,利用微粒群算法优化模糊控制规则和PI控制器参数,以实现对控制规则的自调整,并在负荷频率控制中引入模糊决策控制,以减弱由时延引起的系统振荡。对两区域的负荷频率控制系统用MATLAB软件进行仿真,并将其与传统的积分控制和模糊自调整PI控制进行比较,仿真结果表明该方法的有效性,对复杂的非线性电力系统能取得良好的控制效果。     

扰动控制性能评价标准在福建电网的应用

简要介绍了华东电网正在推行的控制性能标准(control performance standard,CPS)/扰动控制标准(disturbance control standard,DCS),以及基于CPS/DCS的系统扰动控制性能评价及考核办法。提出在福建电网采用自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组及非AGC机组按照正常速率或紧急速率自动调节,或采用人工调节相结合的DCS控制策略。建立了基于CPS/DCS的AGC控制策略中4个控制器之间的协调机制,并根据华东电网CPS/ DCS考核结果对各控制器的控制修正系数进行优化。在福建电网EMS系统中完成了DCS控制策略及AGC控制策略的功能开发,最后通过福建电网实际发生的扰动对该策略进行了验证。     

CPS2考核电网调频分析

阐述了CPS标准下的南方电网联络线功率与偏差考核标准,分析、研究了基于CPS2考核指标的互联电网调频工作,结合云南电网的实际情况,提出了相应的改进措施建议,并在电网实际运行调控中验证了相应措施的有效性.     

Load-frequency control with disturbance accommodation

The problem of load-frequency control is investigated using disturbance-accommodation control. It is shown that the optimal accommodation of load disturbances can lead to significantly better performance than that of conventional controllers. It is further shown that the complete cancellation of all disturbance effects in the class of power systems considered is impossible. Nevertheless, the disturbance effects in system frequency can be cancelled completely. Simulation results are presented for the case of an ideal one-area system and the data clearly demonstrates the degree of performance improvement made possible by a DAC controller.     

基于专家系统的流量智能PI控制

文章论述一种汽车发动机水泵性能计算机测试系统中流量的控制方法.根据具体系统中流量的变化特性,建立了专家知识库(即PI控制器参数的数据库)和逻辑推理机,构成一专家系统,与PI控制结合获得了参数自整定的智能PI控制器.算法程序采用组态软件MCGS编制.运行表明,该控制器对流量具有较好的调节性能.     

广东电网实施控制性能标准考核存在的问题分析

广东电网作为南方电网在2005年7月1日开始试行控制性能标准(CPS)考核的一个主体,从南方电网CPS考核试运行中摸索了调节经验。为此,从提高广东电网CPS合格率的目的出发,介绍了CPS的特点,分析了现阶段广东电网在CPS考核中出现的问题,并在电网控制策略上提出了改进措施,为CPS正式考核打下了基础。     

特高压联络线AGC控制策略模型

近年来,中国特高压输电工程的投运,对自动发电控制系统进行有效控制带来了新的挑战。数字仿真是进行系统分析的有效手段,但是,在全过程仿真程序中,还没有一种合适的特高压联络线控制策略模型。针对华北—华中互联电网的1 000 kV特高压交流联络线功率控制动态仿真问题,结合以联络线功率控制为目标的AGC控制性能评价标准——T标准,根据特高压联络线控制的要求和现场运行经验,借鉴CPS标准控制策略模型,根据特高压联络线的输送功率偏差与区域控制偏差ACE的乘积,以及乘积量在电网送端控制区和受端控制区的不同特点,提出了一种基于T标准的自动发电控制策略模型。在全过程动态仿真程序PSD-FDS中进行了模型开发实现。使用实际电网数据证明该模型的有效性,证实T标准策略的控制效果比CPS标准策略有所提高。     

基于NARX神经网络预测及模糊控制的互联电网CPS鲁棒控制策略研究

对于传统CPS控制策略难以满足互联电力系统对鲁棒性和适应性的要求,提出了一种将NARX神经网络预测算法和模糊逻辑控制器相结合的控制方法。配合CPS下的传统PI控制器,根据CPS控制参数的预测值与当前值之间的偏差值,实现对AGC机组的预控制。利用Matlab的Simulink仿真软件建立了一个双区域电力系统的控制模型。仿真结果表明,新的控制方法不仅达到了改善CPS控制效果的目的,并且提高了CPS1,CPS2指标的考核率,减少了机组的调节次数,降低了运行费用,取得了一定的经济效益。