区域电网的AGC协调控制与优化方法

【摘要】本文的研究目的是解决区域电网在频率出现波动时负荷频率控制问题及其协调优化方法。通过采用自抗扰控制器对系统的频率进行有效控制,进而提出了基于二次型性能指标对自抗扰控制器中非线性反馈相关参数进行实时整定的优化方式。结合电网存在多种能源的实际情况,对水电、火电两种不同能源的机组以节约一次能源为目标实施协调控制。本文从电力系统的频率特性入手分析,在前人研究的经验基础上总结归纳出目前负荷频率控制上存在的不足,提出了本文所选用的自抗扰控制器。在控制理论的发展史上,自抗扰控制器是由经典的PID控制器发展而来的。因此,自抗扰控制器具备了PID控制器的优点,同时在发展过程中规避了PID控制器一些误差计算的不合理性、参数整定困难等缺点。在自动发电控制系统正融入自抗扰控制器后发现,通过系统机组出力作为反馈对自抗扰控制器中的非线性模块参数进行计算,这样使得系统不仅能完成控制还能让控制过程实现能耗最低。该思路得到仿真算例的验证,自抗扰控制器与经典PID控制器在相同控制条件下,显现出无超调、稳态误差小、响应时间短以及参数适应性强的优异性能,而加入二次型性能指标的优化后其控制量的输出相对未优化的控制量输出上有明显的减少,实现了负荷频率的最优控制和节能目的。论文根据提高电力工业的能源利用率这一目的,研究通过减少一次能源的使用量同时改善能源供需之间的矛盾,实现负荷频率控制系统的经济运行。目前,我国的清洁能源主要为水电能源,通过对水电、火电两种不同发电能源运行特性和对整体控制系统的研究,充分发挥水、火能源的互补优势,达到有效利用资源的目标。将水电总耗水量最小和火电能耗最小作为目标函数,使水资源高效合理利用的同时非可再生资源消耗相对减少,结合水、火机组的一系列约束条件完成负荷频率控制系统协调优化控制。在相关理论支撑下,通过大量算例进行分析,通过仿真结果表明在多能源机组的控制中,协调优化控制能让整个负荷频率控制系统在调控过程中得到更为理想的结果。基于自抗扰控制器的负荷频率控制系统,围绕着电力系统运行的经济型进行优化,使得本文所做研究不仅能对电力系统的频率进行控制,还能解决多能源机组下的功率分配问题。
【作者】易宇琴；
【导师】吴杰康；
【作者基本信息】广东工业大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】多机电力系统；负荷频率控制；二次型动态优化；协调控制；自抗扰控制；

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