负荷频率系统的LFC模糊监控器设计

应用在LFC控制中常规的模糊调整增益PI控制器和I控制器,只针对单一区域的负荷频率进行控制,并不考虑实际模型中的互相扰动.其中最突出的问题是由于不限制联络线上的功率流动,电能总是从频率高区域流向频率低区域,加剧了频率高区域的控制负担,再加上各区域控制动作的不协调,使得当扰动在不同的时间和幅值时引起系统调节过程的急剧恶化,导致整个系统不稳定.提出一种基于模糊MAMDANI推理算法的模糊监督控制器,采用各个区域的频率偏差作为控制器的输入,监督控制器作为一种前馈补偿,设计输出为一个ACE的倍数,加快调节过程,到达稳态.经过实验仿真数据对比,说明提出的监督控制器能有效提高系统的稳定性.     

减少区域间扰动的LFC模糊监督控制器设计

在LFC控制中最典型的问题就是由于联络线上的功率流动无限制,电能的流向总是从频率高的区域流向频率低的区域,这就加重了频率高的区域的控制负担;再加上各区域控制动作的不协调,使扰动在不同的时间、不同幅值发生时,引起系统的调节过程的急剧恶化,甚至导致整个系统的不稳定。根据研究对象的特性以及调节对象的特点,文章提出一种基于模糊MAMDANI推理算法的模糊监督控制器,采用各个区域的频率偏差作为控制器的输人,考虑监督控制器作为一种前馈补偿,设计输出为一个ACE的倍数,用以加大或者减小控制器的动作量,来控制主汽门的开度,以求在有联络线相互干扰的条件下,系统能尽快的结束调节过程,进入稳定状态。经过实验仿真数据对比发现,提出的监督控制器能有效的提高系统的稳定性。     

基于IPC模糊控制的互联电网联络线潮流控制研究

为了提高互联电网问联络线负荷的稳定性,提出了一种联络线传输功率和频率协调模糊控制方案。通过调节联络线两端发电机组对两侧电网频率差进行调整,调节相间功率控制器(IPC)元件参数调整联络线传输功率,对调节参数采用模糊逻辑控制。模拟通过IPC互联的东北-华北电网,对不同控制区域进行控制仿真。结果表明,在一侧发生小扰动时,另一侧电网和联络线功率几乎不受影响,在大扰动时,两侧系统能可靠实现同步运行。     

基于模糊分数阶PID的含电动汽车的多能源微电网二次频率控制

为了解决分布式可再生能源间歇性发电和电动汽车接入微电网导致的微电网频率波动问题,针对含电动汽车接入的多能源微电网系统,设计了一种基于模糊自适应理论的分数阶比例-积分-微分(PID)二次频率控制器,通过建立模糊控制规则,结合频率偏差对模糊分数阶PID控制器参数进行实时在线整定.考虑光伏发电和风力发电输出功率波动、电动汽车接入微电网、随机负荷扰动3种不同场景,对所提出的模糊分数阶PID控制方法进行了仿真验证与量化分析.仿真结果表明,相比于传统PID控制器和分数阶PID控制器,所设计的模糊分数阶PID控制器使得系统频率响应振荡减少、超调量明显降低、动态调节时间更短,呈现出更强的抗扰动能力和鲁棒性,对于多能源微电网的二次频率调节具有优良的控制效果.     

分散模糊负荷频率控制器的优化设计

本文针对多区域互联电力系统的特点，建立了一个考虑各区域扰动影响的综合性能指标，并对比例因子采用智能调整措施，提出了一种分散模糊负荷频率控制器的优化设计方法，对一个两区域互联电力系统的数字仿真结果表明，所设计的分散模糊负荷频率控制器具有良好的控制效果和较强的鲁棒性。     

基于无模型算法和电动汽车辅助调节的新能源电力系统频率协调控制

为解决风电并网导致电力系统频率偏差过大的问题,设计了一种基于无模型负荷频率控制和电动汽车辅助调节的频率协调控制策略,能够在系统受到风电和负荷扰动时对其频率偏差进行快速调节。利用新能源电力系统的频率偏差设计了无模型自适应滑模负荷频率控制器,对传统机组进行二次频率调节。同时为充分利用电动汽车的快速响应能力,采用分频技术将区域控制高频偏差信号接入集群电动汽车控制中心作为调频参考指令,使得电动汽车参与辅助系统调频。最后通过Matlab/Simulink软件在不同的工况下进行对比分析,仿真结果验证了所提出策略的有效性。     

基于广域测量的双模糊励磁控制

设计了一种基于广域测量的双模糊励磁控制器,其主模糊控制器采用发电机端电压和参考电压的偏差及其变化率作为输入,辅模糊控制器采用发电机角频率与惯性中心角频率的偏差及其变化率作为输入,从而使励磁控制器可以反映全局信息。基于Matlab的电力系统工具箱和模糊逻辑工具箱,对4机系统进行了数字仿真,其中励磁调节器采用的控制方法分别为PID、PID PSS和双模糊控制。仿真结果证明与常规的励磁控制方法相比,所提出的基于广域测量的双模糊励磁控制方法可以加强系统承受大扰动的能力,进一步提高系统的暂态稳定性。     

基于模糊自抗扰的风电场储能虚拟惯量控制

随着风电机组在电力系统并网增多,能够支撑电网频率的惯性愈发降低,系统频率的稳定性受到了影响,为此,提出一种基于模糊自抗扰储能惯量控制的双馈风电机组电网频率调整方法.该方法通过设计模糊自抗扰控制器来控制储能系统的运行,进而为电网有功频率提供支撑;为有效估计和补偿系统的不确定性及扰动,利用模糊规则自动修改整定扩张状态观测器参数.最后,应用Matlab/Simulink来分析模糊控制和模糊自抗扰控制的储能惯量控制结构下电网频率及其他机组参数.仿真表明,所提方法具有更好的电网频率调节功能,同时,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力.     

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。     

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,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

互联电网负荷频率的多变量约束预测控制器设计及仿真研究

为使互联电网的频率控制具有更好的负荷适应能力,保证电网运行的经济性、稳定性与可靠性,本文提出了无需依赖频率偏差系数、考虑区域调节容量约束、基于互联电网状态空间模型的多变量预测控制器算法设计方案。通过对2个区域电网频率控制系统的建模和仿真,将该预测算法与常规PI调节算法在单、双区域负荷扰动、随机白噪声扰动等方面对系统频率控制动态性能进行了比较,分析结果表明,该预测控制算法可使系统频率的恢复性能显著提高。     

基于协同控制理论的微电网频率控制

为提高微电网频率响应的动态性能，提出一种基于协同控制理论的微电网频率稳定性控制策略。根据微电网频率特性与微源的调频特性，基于协同控制理论构建含有系统动态性能及控制指标的宏变量，由定义的控制流形推导出微电网频率调节的协同控制律，设计了一种微电网协同控制器。其中储能装置在系统受到扰动时迅速参与调频，通过释放或吸收功率，减小频率的恶化程度，同时柴油发电机根据储能功率变化量与系统频率对微电网的功率进行调节，保证了微源侧供电的可靠性。最后基于MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台，对所设计的控制策略进行验证，对比分析了不同控制方式下微电网调频效果。仿真结果表明所提出的协同控制器可以在微电网功率发生扰动时，充分利用微源的调频特性，快速平抑微电网内功率不平衡产生的频率波动。     

基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法

针对AGC控制中火电机组响应时滞长、机组爬坡速率低的问题,提出了一种基于模糊控制策略的电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)辅助AGC调频方法。该方法以区域控制偏差(Area Control Error,ACE)及其变化率作为模糊控制器的输入量,BESS的参考功率变化量作为输出量,根据系统的运行状态调节BESS输出功率,辅助火电机组改善电网的动态调频性能。基于Matlab/Simulink平台的仿真结果表明,BESS能够迅速响应负荷扰动,减小了系统频率偏差和联络线功率偏差,降低了系统的超调作用,有助于提高电网AGC调频能力和增强系统的稳定性。     

基于GrHDP模糊PI的风电电力系统频率控制

风电场接入系统后给电力系统频率控制带来了挑战,传统的频率调节依靠自动发电控制(AGC),控制方法上采用传统的PI控制,甚至模糊PI控制。但依然无法摆脱对运行状态变化中的电网适应性差的缺点。在模糊PI控制的基础上,引入自适应动态规划算法,设计一种基于目标导向的启发式动态规划(GrHDP)模糊PI控制器,使得带有专家策略的模糊PI控制对不同负荷变化的风电系统实现自适应的协调控制功能。通过含风电两区域的系统仿真证实了该方法的效果。     

基于模糊比例?微分控制的永磁直驱风电机组频率调节

在分析系统不同等效惯量和阻尼对电网频率影响的基础上,提出了基于模糊比例-微分(proportional differential,PD)控制的含飞轮储能单元的永磁直驱风电机组频率调节控制策略,以动态调节电网等效惯量和阻尼。建立了系统小信号稳定性模型,以确定模糊PD控制器的输出论域,并通过相应仿真验证了理论分析的正确性。通过对1台含飞轮储能单元的2MW永磁直驱风电系统进行仿真研究表明,所提控制策略能辅助电网频率调节,减小电网受扰动后的频率波动,有助于增强电网的频率稳定性。     

基于改进型自抗扰控制器的独立微电网系统频率扰动抑制策略

光伏-风力-储能交直流混合独立微电网系统普遍存在暂态频率波动的问题,这一问题会严重影响电力线路及负载设备的使用安全。针对这一问题,在传统自抗扰控制器的基础上,提出一种基于改进型自抗扰控制器的独立微电网系统频率扰动抑制策略。这一策略将重复控制融入自抗扰控制器,基于重复控制能够周期性减小频率扰动的原理,最大限度抵消频率扰动造成的影响,提高独立微电网系统的供电可靠性。通过仿真验证了所提出的策略能够在系统存在频率扰动的情况下有效提高独立微电网对交流侧负载和直流侧负载供电的质量。     

自适应电压下垂的MT-HVDC附加频率控制策略

正在柔性高压直流输电系统中,PI双环解耦电流控制的电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)难以为AC区域提供频率支持,传统电压下垂控制导致直流电压在系统发生扰动后出现较大偏移。设计一种基于自适应下垂控制器的依赖通信链路的频率附加控制策略,在AC区域发生扰动后实现频率支持。     

级联系统中Buck充电调节器前馈控制方法

针对航天用电源控制器(PCU)系统中的模块组成部分和运行特点,详细分析了PCU系统中顺序开关分流调节器(S3R)的运行模式和对母线电压的影响。当S3R调节母线电压时会产生由滞环控制引起的不定频率的母线纹波,造成了以母线作为输入的蓄电池充电模块(BCR)的输出侧产生同频率的电压电流扰动。本文推导了DC-DC变换器在引入前馈控制以消除前向通道音频敏感率时,前馈控制器所需要满足的一般条件,根据BCR输出侧连接蓄电池,输出电压会随着充电过程变化的特点,提出了一种基于Buck变换器作为BCR模块时,能够跟随蓄电池电压变化自适应改变前馈控制器增益的控制方法,以实现BCR模块输出侧在全电压范围内对输入电压扰动进行抑制,实现对蓄电池充电电流脉动控制的最小化。     

模糊双闭环电热储能控制方法的电能替代经济性分析

结合供热过程的特性,提出了一种双闭环控制系统。这种控制系统以温度调节环为外环,风机转速调节环和水流量调节环为内环。温度调节环根据当前温度和给定温度的差通过温度调节器给风机转速调节环和水流量调节环设定风机频率、水流量。风机转速调节环通过模糊PID控制器控制风机的转速,水流量调节环通过模糊PID控制器调节冷水的流量,最终可以实现对系统温度的控制。提出的模糊PID控制技术用于参数时变的加热器模型时可以取得良好的动态控制性能,较高的控制精度和温度调节能力。     

基于模糊自整定PI控制和重复控制的单相正弦脉宽调制逆变电源复合控制方案

提出了一种基于模糊自整定比例积分(ProportionalIntegral,PI)控制和重复控制的新型单相正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)逆变电源控制方案.利用模糊自整定PI控制增强系统抵抗参数变化和各种非线性不确定扰动的能力,改善了系统的动态特性;利用重复控制改善系统的稳态特性和增强系统克服同频率扰动的能力.仿真实验结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源系统获得了良好的稳态和动态性能,在系统含有不同扰动频率时仍具有较好的控制品质.