【摘要】：隨著全球性現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和智能化趨勢，不但區(qū)域電網(wǎng)之間需要互聯(lián)支援，電網(wǎng)本身也需要與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展，而間歇式新能源的接入等新問題使電網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)、運行和控制復(fù)雜化，對電網(wǎng)運行帶來了新的挑戰(zhàn)；另一方面，隨著社會的發(fā)展，對智能電網(wǎng)環(huán)境的要求也越來越高，電網(wǎng)在穩(wěn)定運行的前提下，應(yīng)逐步具備經(jīng)濟性和環(huán)保性，這些發(fā)展需求中出現(xiàn)的新問題和綜合性能要求的提高關(guān)鍵是通過電網(wǎng)頻率控制來保障，因此研究對智能電網(wǎng)環(huán)境具有適應(yīng)性的新型電網(wǎng)頻率控制系統(tǒng)勢在必行。 在以上電力發(fā)展背景和新形勢下，本文主要研究智能電網(wǎng)環(huán)境下現(xiàn)代互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制機理，根據(jù)電網(wǎng)的互聯(lián)和新能源接入的運行環(huán)境，以及智能電網(wǎng)的綜合評價指標(biāo)，從控制理論出發(fā)，將互聯(lián)電網(wǎng)的頻率控制系統(tǒng)作為大系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)和性能分析，圍繞電網(wǎng)層的頻率最優(yōu)控制算法策略展開，目的在于營造健康運行的智能電網(wǎng)，保證優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量，主要工作概括如下： 首先，系統(tǒng)地提出了基于現(xiàn)代互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制機理的智能電網(wǎng)環(huán)境下互聯(lián)電網(wǎng)遞階雙層多變量頻率控制的結(jié)構(gòu)，分層分析了電網(wǎng)層和多組群單元機組層控制機理，實現(xiàn)了將電網(wǎng)層控制作為頻率控制的優(yōu)化目標(biāo)，將單元機組層控制作為等效對象的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，展開智能電網(wǎng)頻率控制的評價指標(biāo)分析，進而建立了互聯(lián)電網(wǎng)多區(qū)域多變量頻率控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和性能評價計算模型，奠定了本文互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制理論算法和仿真的研究基礎(chǔ)。 其次，提出了作為電網(wǎng)層控制輸出的AGC（Automation Generator Control）指令在多組群機組層的優(yōu)化分配原則和算法，建立基于快速性、經(jīng)濟性，且考慮環(huán)保性的多目標(biāo)分配目標(biāo)函數(shù)，通過智能算法實現(xiàn)可控的各AGC機組的優(yōu)化分配值，再使用頻率控制的CPS（Control Performance Standard）性能評價指標(biāo)對其在機組調(diào)度階段的合理性和經(jīng)濟性進行改進，針對智能電網(wǎng)的隨機性，進一步提出基于Q學(xué)習(xí)方法的適應(yīng)電網(wǎng)環(huán)境變化的機組間最優(yōu)負荷分配策略和實施算法，并在互聯(lián)電網(wǎng)多區(qū)域系統(tǒng)仿真平臺進行AGC指令的優(yōu)化分配算法仿真研究和驗證，并取得了結(jié)論性的成果。 再次，為適應(yīng)智能電網(wǎng)與新能源的協(xié)調(diào)發(fā)展，針對電力系統(tǒng)負荷的隨機特性，以及新能源并網(wǎng)后的間歇特性，提出了基于馬爾科夫鏈修正的含間歇式電源的超短期負荷預(yù)測的合成算法，其中將間歇式電源作為負負荷處理，通過預(yù)測算法將未知負荷擾動和間歇式電源轉(zhuǎn)換為可預(yù)報的負荷擾動，為電網(wǎng)頻率的預(yù)測控制的研究設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)，也為智能電網(wǎng)對間歇式電源并網(wǎng)接入的100%消納提供了科學(xué)依據(jù)。 最后，提出了取代常規(guī)二次調(diào)頻PI控制器的互聯(lián)電網(wǎng)多區(qū)域電網(wǎng)頻率預(yù)測控制器的設(shè)計方法，采用避免對頻率響應(yīng)系數(shù)的依賴性的方法，建立狀態(tài)預(yù)測模型、滾動優(yōu)化性能指標(biāo)以及帶約束的預(yù)測控制數(shù)學(xué)模型，并將機組輸出功率和其變化率作為約束條件，采用二次型QP問題來解決約束帶來的非線性問題，求解得出最優(yōu)控制律，即為區(qū)域的最優(yōu)AGC指令序列，并進行系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性的分析，最終在互聯(lián)電網(wǎng)多區(qū)域系統(tǒng)仿真平臺上進行驗證，，取得了顯著的頻率控制的優(yōu)化結(jié)果。 本次研究成果已經(jīng)部分地在某電網(wǎng)公司進行實施，并逐步推廣應(yīng)用落實，隨著電網(wǎng)容量和互聯(lián)程度的增加，以及間歇式新能源的接入，本次的研究成果在互聯(lián)電網(wǎng)頻率質(zhì)量優(yōu)質(zhì)控制上具有良好的應(yīng)用前景，推動了電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM76

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊罡;劉明光;屈志堅;;基于MPC算法的電力系統(tǒng)負荷頻率控制[J];北京交通大學(xué)學(xué)報;2012年02期

2 余濤;周斌;陳家榮;;基于多步回溯Q(λ)學(xué)習(xí)的互聯(lián)電網(wǎng)隨機最優(yōu)CPS控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2011年06期

3 劉玉嬌;蔣傳文;;考慮負荷周期性和變化率的短期電價預(yù)測[J];電機與控制學(xué)報;2010年06期

4 代紅才;李瓊慧;汪曉露;;新能源與智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標(biāo)體系研究[J];能源技術(shù)經(jīng)濟;2011年05期

5 劉云杰;張健;;超臨界機組AGC控制系統(tǒng)優(yōu)化[J];電力建設(shè);2011年10期

6 劉翌;劉盛松;陳莉;王崗;;具有安全校正與超前控制功能的自動發(fā)電控制研究[J];電力科學(xué)與工程;2007年01期

7 徐娟;李寶樹;;秦皇島地區(qū)電力負荷曲線拐點特性分析[J];電力需求側(cè)管理;2011年05期

8 汪德星;華東電網(wǎng)實行CPS標(biāo)準(zhǔn)的探索[J];電力系統(tǒng)自動化;2000年08期

9 汪峰,朱藝穎,白曉民;基于遺傳算法的機組組合研究[J];電力系統(tǒng)自動化;2003年06期

10 高宗和,滕賢亮,涂力群;互聯(lián)電網(wǎng)AGC分層控制與CPS控制策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2004年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 劉樂;自動發(fā)電控制中頻率偏差系數(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

2 李雪峰;互聯(lián)電力系統(tǒng)的AGC容量需求和控制策略研究[D];大連理工大學(xué);2010年

3 謝謝;基于電網(wǎng)AGC性能指標(biāo)的單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué);2012年

4 李常剛;電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率穩(wěn)定評估與控制研究[D];山東大學(xué);2012年

本文編號：2318130