【摘要】：自動發(fā)電控制(Automatic Generation Contro],AGC)是現(xiàn)代二級電網(wǎng)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻的重要手段,這種控制和調(diào)節(jié)通常被稱為負(fù)荷頻率控制(Load Frequency Control,LFC)。負(fù)荷頻率控制實(shí)時自動跟蹤電力系統(tǒng)中的負(fù)荷擾動,保持發(fā)電量與負(fù)荷需求的平衡,使系統(tǒng)的頻率保持在額定值,是保證電能質(zhì)量的重要方面。針對系統(tǒng)的不確定性和非線性,傳統(tǒng)控制器不能取得令人滿意的控制效果。因此,需要采用先進(jìn)的控制方法獲得更好的控制結(jié)果。本文主要研究基于線性自抗擾控制算法(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的負(fù)荷頻率控制優(yōu)化,同時將控制器參數(shù)調(diào)至最佳值。首先,由于風(fēng)的不可預(yù)測性,在風(fēng)電穿透率高的復(fù)雜電力系統(tǒng)中,LFC問題具有更高的挑戰(zhàn)性。因此,本文在具有高透風(fēng)率的電力系統(tǒng)單區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過抑制系統(tǒng)內(nèi)、外部干擾來調(diào)節(jié)負(fù)荷頻率。LADRC算法通過擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)觀測器(Extended State Observer,ES0)實(shí)時估計(jì)未建模的動力學(xué)特性和外部干擾,并用簡單的線性比例-微分(Proportional Derivative,PD)控制律對其進(jìn)行補(bǔ)償。此外,將LADRC的參數(shù)整定過程優(yōu)化為兩個帶寬:觀測器帶寬和控制器帶寬。針對風(fēng)侵量大的電力系統(tǒng)單區(qū)域線性調(diào)頻問題,采用改進(jìn)的蝙蝠算法對控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。最后,為了驗(yàn)證本文方法的有效性,將結(jié)果與傳統(tǒng)的比例-積分(Proportional Integral,PI)和模糊邏輯PI控制器進(jìn)行了比較。其次,本文將基于LFC的LADRC算法應(yīng)用于包括鍋爐動力學(xué)和物理約束在內(nèi)的四個區(qū)域互聯(lián)的火電系統(tǒng)。該系統(tǒng)中控制器的作用是調(diào)節(jié)負(fù)載擾動、參數(shù)不確定性等引起的標(biāo)稱頻率、區(qū)域控制誤差(Area Control Error,ACE)、聯(lián)絡(luò)線功率偏差,同時該系統(tǒng)有可能是非線性的。利用LADRC的顯著特點(diǎn),通過PD控制對內(nèi)、外部干擾及進(jìn)行實(shí)時估計(jì)和補(bǔ)償。采用混合混沌螢火蟲蝙蝠優(yōu)化算法對控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并以積分時間絕對誤差(Integral Time Absolute Error,ITAE)作為優(yōu)化性能指標(biāo)。最后,將該控制器與FLPI和FLiPID控制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較。通過仿真結(jié)果表明,與PI、FLPI和FLiPID控制器相比,LADRC控制器優(yōu)勢更明顯,控制效果更好。本文針對不同情況下的電力系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,如改變風(fēng)的穿透力、運(yùn)行時的負(fù)荷擾動、參數(shù)不確定和基于蒙特卡羅的魯棒性分析,其結(jié)果表明,相對于其他控制器,本文提出的控制方案具有更強(qiáng)的魯棒性和穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM714;TP273;TP18

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本文編號：2639172