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。     

CPS标准下的AGC控制策略改进研究

对传统的CPS控制策略的优缺点以及存在的问题进行分析,围绕如何提高CPS的控制效果,引入了新的判断条件即区域控制偏差与频率偏差的乘积因子,通过对其进行计算来判断机组状态是否对系统的频率恢复有利,从而控制AGC机组的调节动作。用Simulink仿真软件建立了一个单区域电力系统的控制模型,仿真结果表明,引入新的判断条件后的控制策略不仅能够更好的实现CPS考核标准,使系统的频率保持在规定范围内,而且降低了AGC机组的动作次数,降低了系统的运行成本,具有重要的实用性。     

CPS标准下的AGC控制策略改进研究

对传统的CPS控制策略的优缺点以及存在的问题进行分析,围绕如何提高CPS的控制效果,引入了新的判断条件即区域控制偏差与频率偏差的乘积因子,通过对其进行计算来判断机组状态是否对系统的频率恢复有利,从而控制AGC机组的调节动作.用Simulink仿真软件建立了一个单区域电力系统的控制模型,仿真结果表明,引入新的判断条件后的控制策略不仅能够更好的实现CPS考核标准,使系统的频率保持在规定范围内,而且降低了AGC机组的动作次数,降低了系统的运行成本,具有重要的实用性.     

满足互联电网CPS标准的AGC最小调节容量研究

分析了确定电力系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组调节容量的主要因素,提出将AGC最小调节容量的获取转换为最小调节速率的获取。根据电力系统实际运行情况和控制性能评价标准(control performance standard,CPS)考核要求,建立基于现代内点理论的互联电网CPS标准下的AGC最小调节速率的数学模型,确定解算条件,导出含互补约束条件的非线性规划算法。该方法能够确定不同时段最优AGC机组调节容量,协调不同特性机组的运行,从而保证电力系统安全稳定经济运行,同时很好地兼顾电网运行的可靠性和市场运营的经济性。大量的仿真实验和比较算例表明所提方法的可行性和实用性。     

基于CPS标准的火电机组AGC模糊优化控制策略

根据自动发电控制基本原理与电力系统负荷-频率控制的一般过程,将传统火电机组再热汽轮机及其调速器系统的开环模型优化为串级系统模型,利用MATLAB/Simulink仿真平台,分别采用传统比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制和模糊优化控制策略进行比较分析,在改进的控制性能标准(control performance standard,CPS)下对控制策略进行检验,结果表明参数自整定的模糊PID控制下CPS滚动值的波动范围小,同时控制指标也有明显提升。     

BF-PSO算法在电网CPS标准经济考核中的应用

对于如何减少调度控制性能标准CPS(control performance standard)的考核罚款及机组的运行成本,提出了一种基于混合粒子群优化的细菌觅食算法BF-PSO(bacterial foraging-particle swarm optimization)自整定PI控制。文中首先详细介绍了粒子群算法和细菌觅食算法的基本原理,在结合两种算法的基础上,以发电成本和考核罚款之和最小为目标提出了一种新的PI整定方法,通过Matlab的Simulink仿真软件建立了一个多区域电力系统的CPS考核系统模型,对优化前后的控制效果进行了对比,仿真结果说明新的控制方法在保持CPS控制效果的基础上,实现了对电网的经济调度。     

发电厂调节性能考核的新方法

在南方区域电力系统中采用控制性能标准(CPS)对区域内省级电力系统的自动发电控制(AGC)系统运行性能进行评价,并制定了相应的经济考核方法.以该方法为基础,在CPS计算公式中加入容量系数,把CPS考核方法推广到发电机组,并将省级的考核电量分解到相关电厂,以促进其改善运行性能.这种方法与现有CPS考核方法的思路一致,且侧重于机组较长时间段的调节性能,避免直接对机组动态性能指标如调节速率和调节精度的测定,方法简单,容易实现.     

超速风电机组的改进频率控制方法

开发风电机组的控制潜力向电力系统提供频率控制成为对风力发电的新要求。传统的针对超速风电机组的频率控制方法没有考虑对风电机组旋转动能的有效利用,缺乏根据风电机组运行状态对频率控制器参数进行整定的方法,尚未充分发挥风电机组的频率控制能力。因此,提出了超速风电机组的改进频率控制方法,将超速风电机组的转子旋转动能用于降低系统频率变化率,超速减载功率用于系统一次调频,提出了考虑风电机组运行状态的频率控制器参数整定方法。仿真结果表明,提出的控制方法能够充分利用风电机组的旋转动能和减载功率提升系统频率控制效果,同时防止风电机组过度响应,有利于风电机组安全运行。     

基于协同控制的独立电力系统频率响应优化控制策略

以传统小火电机组为主的独立电力系统由于系统低惯性和火电机组存在固有延时,导致系统动态频率稳定性差。针对此问题,提出含辅助频率优化控制器的机组协调调频方案。首先借鉴风电机组利用转子动能快速调频的思想,将独立电力系统内的部分机组改造为变速恒频机组。然后在分析变速恒频机组惯量控制调频的基础上,以控制流形动态收敛为目标,基于协同控制理论,推导了惯量控制中附加功率的控制律。最后通过配合机组惯量控制利用变速恒频机组转子动能,实现对系统频率变化的快速响应。以某工业园区的独立电力系统为例进行仿真,对比分析所提方法和其他方法下的系统频率指标,仿真结果表明：所提控制策略能快速响应系统频率波动,改善了系统频率响应特性。     

有源配电网信息物理系统混合仿真平台设计方法及其算例实现

随着电网信息流-能量流的深度耦合,有源配电网正逐渐成为信息空间与物理空间深度交互的电力信息物理系统(cyber physical system,CPS)。延时、丢包、拥堵、恶意攻击等问题导致电力系统的故障分析愈发复杂,传统的有源配电网仿真方法无法保证其仿真分析的精确性及实时性。该文分析了现有的配电网仿真技术研究现状,基于RT-LAB、DSP嵌入式系统、OPNET网络仿真环境以及配电网主站系统,设计了能量流与信息流深度交互的新型有源配电网CPS混合仿真平台,详细阐述仿真平台的整体架构,以及底层控制单元、泛能监测控制器、网络仿真单元、系统运行控制单元等重要组成部分的运行原理与构建方式。针对有源配电网CPS的分布式电源协同控制等算例进行仿真分析,结果验证了该仿真技术的有效性和合理性。     

双馈风电机组抑制电力系统低频振荡的鲁棒控制策略

针对大规模风电场接入电力系统面临的低频振荡问题,提出了一种双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)附加鲁棒控制策略,通过控制双馈风电机组的转子侧无功输出向系统注入无功功率以达到提升系统阻尼的目的。首先采用TLS-ESPRIT辨识算法辨识出系统模型,然后采用基于区域极点配置的鲁棒控制理论设计附加阻尼控制器。为对所提控制方法相比于传统控制方法的优势,设计了基于极点配置的阻尼控制器。最后在PSCAD软件中搭建含风电的两区域模型验证所提控制方法的有效性。仿真结果表明DFIG附加鲁棒控制器能有效抑制电力系统低频振荡,具有较好的鲁棒性。     

基于CPS标准的AGC变论域模糊松弛控制方法

控制性能标准(CPS)考核水平的提高是以增加发电机控制指令的下发次数为代价的.如果自动发电控制(AGC)机组调节频繁,机组煤耗和机组磨损会显著增加,导致机组发电效益下降.为了在保证较高CPS考核水平的同时减少发电机控制指令的下发次数,并且提高系统的鲁棒性,文中结合实际电网提出了一种能够在线调节比例积分(PI)控制器参数的AGC变论域模糊松弛控制方法.仿真结果表明,即使电网结构参数发生变化或受到较大随机干扰时,被控系统仍具有快速的负荷适应性、良好的抗扰动能力和很强的鲁棒性,且能在保证CPS考核合格率的同时,明显减少控制命令的下发次数和机组的反调次数.     

基于多组件并行架构的电力CPS实时联合仿真平台

融合传统电力系统与先进信息技术形成的电力信息物理系统(CPS),其物理侧电力系统与信息侧通信网络的耦合程度不断加深,网络故障与恶意攻击等通信问题导致的电力系统故障愈发严重,传统仿真手段不再适用于模拟和分析此类场景.分析了电力CPS仿真技术的研究现状,在主流实时仿真工具的基础上设计了嵌入式控制组件与渗透测试组件,基于多组...     

全状态跟踪非线性鲁棒自适应分散励磁控制

为解决分散励磁控制律含状态变量微分项、发电机端电压精度难以保证的问题,基于强跟踪滤波估计的方法实现了并联机组运行状态的快速计算,并在不同运行状态下采用新提出的状态跟踪非线性鲁棒自适应分散励磁控制方法,实现了多机电力系统的分散鲁棒稳定控制。四机并联的电力系统控制仿真表明,相对于传统PID-PSS控制器,所提出的方法能够有效提高各状态变量的收敛速度和电力系统的暂态稳定性。     

基于广域测量信号的双馈风电机组阻尼控制策略

为了抑制电力系统的区域间低频振荡,本文提出了一种应用于双馈风电机组(DFIG)的附加阻尼控制策略。首先,建立了双馈风电机组的动态模型及其控制策略。然后阐明了动态有功功率注入和动态无功功率注入提高系统阻尼的原理,在此原理的基础上提出了双馈风电机组附加阻尼控制器的设计方法。阻尼控制器基于电力系统稳定器(PSS),将广域测量信号区域间同步机组电压相角差作为输入信号。考虑到DFIG有功功率和无功功率可解耦控制,控制器输出信号附加到DFIG有功功率控制环和无功功率控制环。最后,建立了四机两区域电力系统仿真模型,通过特征值分析和时域仿真分析验证了附加阻尼控制策略的有效性及动态功率注入提高系统阻尼原理的正确性。     

基于现代内点理论的互联电网控制性能评价标准下的AGC控制策略

分析电力系统中现有电力系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)策略的运行情况和存在问题。根据电力系统实际运行情况和控制性能评价标准(control performance standard,CPS)考核要求,提出基于现代内点理论的互联电网CPS标准下的AGC控制策略,建立相应的最优化数学模型,确定解算条件,导出含互补约束条件的非线性规划算法。大量的仿真实验和比较算例表明所提的AGC控制策略能有效地减少AGC机组的下令次数,大幅度提高CPS指标,保证电网频率质量和安全运行,降低电网调节成本,实现电网运行的精细化管理。该成果已在广西电网投入开环运行。     

CPS/DCS标准在大区互联电网AGC控制策略中的应用

比较了北美电力系统可靠性委员会(NERC)新旧两种控制性能评价标准CPC与CPS／DCS，提出了对现行AGC系统基于CPS／DCS标准的改造方案，建立了两区域互联电力系统的仿真模型，分析了新控制方式的控制性能效果，仿真结果表明该方法简单可行，为大区互联电网AGC达到CPS／DCS新标淮提供了一种有效控制方法。     

广东电网CPS调节策略研究

分析了南方电网对控制性能标准(Control Performance Standard,CPS)参数进行更改之后,新参数对罚电量和CPS指标的影响,讨论了CPS在广东电网中实施和应用的难点,主要包括:调节资源有限,控制界面较多,电力系统负荷特性复杂,频率偏差系数较实际值大,火电机组没有参与实际调频,等等。最后,就进一步提高广东电网CPS考核指标提出了建议。     

基于平均报酬模型全过程R(λ)学习的互联电网CPS最优控制

提出了一种新颖的基于平均报酬模型的全过程R(λ)学习互联电力系统CPS最优控制方法。该方法与电网自动发电控制(AGC)追求较高的考核时间段内的10min平均控制性能标准(CPS)指标合格率的目标相吻合,且所提出的基于平均报酬模型的R(λ)学习算法与基于折扣报酬模型的Q(λ)学习算法相比,在线学习收敛速度更快,可获得更佳的CPS指标。此外,所提出的改进的R(λ)控制器具有全过程在线学习的特点,其预学习过程被一种新型的在线"模仿学习"所代替,克服了以往强化学习控制需要另外搭建仿真模型来进行预学习收敛的严重缺陷,提高了R(λ)控制器的学习效率及其在实际电力系统中的应用性。     

双馈风电机组附加阻尼控制器与同步发电机PSS协调设计

针对大规模双馈风电机组接入电力系统后的区间低频振荡问题,提出了一种协调双馈风电机组附加阻尼控制器和同步发电机电力系统稳定器(PSS)的设计策略。首先,考虑风电机组的机械部分、电气部分和控制结构,建立了双馈风电机组的机电暂态模型和附加阻尼控制器模型。在闭环电力系统线性化模型的基础上,提出利用动态指标值的优化模型来协调整定双馈风电机组附加阻尼控制器和同步发电机PSS的控制参数,并使用粒子群算法求解优化模型的全局最优解。最后,通过2个标准仿真系统算例,对比传统的阻尼控制器设计策略,验证了所设计策略的有效性和实用性。