“双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] .
为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用.
国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] .
此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求.
本文基于含风电、汽轮发电机和储能装置的时滞两区域互联电网模型,提出了计及储能调节的时滞互联电力系统频率控制策略.汽轮发电机和储能装置分别承担区域控制偏差(ACE)不同区间的调频任务.为了提高汽轮发电机的调频性能,在考虑通信延时的情况下,以系统的频率偏差为目标函数,通过改进粒子群算法优化PID负荷控制器的比例、积分、微分参数,用于控制汽轮发电机的运行.利用储能装置参与系统的辅助调频,通过分数阶PID控制器对储能装置的输出功率进行控制,平衡源荷间的功率波动,进一步优化系统的频率.最后在MATLAB/Simulink平台上验证了所提协调控制策略的有效性.
1 系统模型的建立
以计及时滞的两区域互联电力系统模型为例进行研究,其中包含汽轮发电机和风机等单元,并在两个区域中分别配置了储能装置,不同区域间可通过联络线实现功率交互,系统整体结构如图1 所示.
图1
图1
互联电力系统整体结构图
Fig.1
Overall structure diagram of interconnected power system
1.1 储能装置模型
储能装置可以通过其变换器实现与电网功率的双向调节[23 ] ,保证电力系统的实时功率平衡,在参与电网的辅助调频时,跟踪控制信号进行充放电的过程需要一定的响应时间.为了便于分析,同时考虑到储能系统的静态特性,引入时滞环节,储能装置的等效模型可以用一阶惯性环节表示[24 ] ,设储能装置s 域的传递函数为
(1) G B (s) = 1 T B s + 1
1.2 风机模型
风能的特点是随天气的变化而变化,根据空气动力学原理,风力涡轮机捕获的风能与风速的3次方成正比,其输出的机械功率可以表示为[25 ]
(2) P w = 0.5 ρ π R w 2 C p ( λ w , β w ) v w 3
式中:ρ 为空气密度;R w 为风力发电机的叶片半径;C p (λ w , β w )为风能利用系数, 是叶尖速比λ w 和俯仰角β w 的函数;v w 为风速.其中,C p (λ w , β w )可以表示为[26 ]
(3) C p ( λ w , β w ) = 0.5 116 Λ - 0.4 β w - 5 e - 21 / Λ
式中:1 Λ = 1 λ w + 0.08 β w - 0.035 β w 3 + 1 ; λ w = R w v w .
由于风力发电机与风力涡轮机相连时风机的惯性远大于发电机,所以忽略发电机的暂态过程,风电的输出功率可表示为[27 ]
(4) P g = - 3 U 2 ϑ ( 1 + ϑ ) R r ( R r 2 - ϑ R s ) 2 + ϑ 2 ( X s + X r ) 2
式中:U为相电压;ϑ = ω 0 - ω ω 0 ω ω 0 R r 为转子电阻;R s 为定子电阻;X s 为定子电抗;X r 为转子电抗.
1.3 汽轮发电机模型
本文所采用的汽轮发电机主要包括调速器和汽轮机两部分,其中调速器通过控制汽门的开度进而控制汽轮机的输出功率,调速器和汽轮机的传递函数分别为[28 ]
(5) G g (s) = 1 T g s + 1
(6) G t (s) = 1 T t s + 1
式中:T g 为调速器的时间常数;T t 为汽轮机的时间常数.
1.4 含风储互联电力系统的负荷频率控制模型
电力系统具有高度的非线性特征,但在稳定运行时,系统的扰动很小,因此可以在稳定运行点附近对系统进行线性化处理.以计及时滞的两区域互联电力系统负荷频率控制(LFC)模型为例进行研究,两区域互联电网中区域i 的数学模型如图2 所示.图中:β i R i Δ P g i Δ P L i Δ u g T g i T t i T B i Δ P t i K p i T p i Δ f i Δ f j i = 1 , 2 , j = 1 , 2 Δ P r e f Δ P B i Δ P t i e Δ s i T i j i 中功率和频率的关系为
图2
图2
计及时滞的互联电网数学模型
Fig.2
Mathematical model of interconnected power grid considering time delay
(7) Δ f i = K p i T p i s + 1 ( Δ P t i + Δ P B i + Δ P g i - Δ P L i + Δ P t i e )
(8) Δ s i = β i Δ f i + Δ P t i e
2 频率控制策略
由于汽轮发电机响应速度和调节精度的限制,当系统频率变化时,若单独使用汽轮发电机参与调频,难以达到预期的频率调整效果[29 ] ,所以可利用储能装置协助汽轮发电机参与系统的辅助调频.为了更好地发挥两者的调频性能,本文根据系统的调频要求对汽轮发电机和储能装置的调频任务进行分工.根据ACE的变化范围划分汽轮发电机和储能装置的工作区间,定义R ACE 为储能装置协助汽轮发电机参与辅助调频时ACE的参考值,当|Δsi |≤R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较小,此时,仅由汽轮发电机承担系统的调频任务;当|Δsi |>R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较大,此时将储能装置接入系统,辅助汽轮发电机共同参与频率调整.具体分工过程如图3 所示.
图3
图3
频率协调控制策略流程图
Fig.3
Flow chart of frequency coordination control strategy
2.1 基于改进粒子群算法优化的负荷频率控制器设计
汽轮发电机的二次调频通常由传统PID控制器根据设定的运行点进行调整,为了在系统运行状态发生变化时,及时调整负荷频率控制器的参数,克服手动调节参数的不确定性以及降低负荷频率控制器设计的复杂性.本文通过改进的粒子群算法优化PID负荷频率控制器的比例(K p )、积分(K i )及微分(K d )系数,使系统始终工作在稳定运行点,从而满足频率稳定的要求.所设计的基于改进粒子群优化的负荷频率控制器如图4 所示.
图4
图4
基于改进粒子群优化的负荷频率控制器
Fig.4
Load frequency controller based on MPSO
时滞情况下以减小系统的频率偏差为优化目标,将K p 、K i 、K d 作为粒子的3个维度,粒子p 在第k +1次迭代时速度和位置按下式进行更新[30 ] :
(9) v p ( k + 1 ) = η k v p (k) + c 1 k r 1 ( P p (k) - x p (k) ) + c 2 k r 2 ( g (k) - x p (k) ) x p ( k + 1 ) = x p (k) + v p ( k + 1 )
式中:v p k x p k η k c 1 k c 2 k r 1 r 2 P p k g k
为防止粒子群在迭代过程中陷入局部最优解,本文对基本粒子群的惯性权重η k c 1 k c 2 k [31 ] .在粒子群搜索的初期阶段,希望待优化的参数K p K i K d η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k
(10) η k = η m a x - k 2 N m a x 2 ( η m a x - η m i n ) c 1 k = 2 s i n 2 π 2 1 - k N m a x c 2 k = 2 s i n 2 π 2 k N m a x
式中:N max 为最大迭代次数;η max 和η min 分别为惯性权重的最大值和最小值.
为了在时滞条件下获得最佳的负荷频率控制性能,选择目标函数为
(11) J I S E ( τ ) = ∫ 0 t ( Δ f 1 2 + Δ f 2 2 ) d t s . t . 0.01 ≤ K p ≤ 0.25 0.10 ≤ K i ≤ 1.50 0.01 ≤ K d ≤ 0.20
根据式(11)所构造的目标函数,利用改进粒子群算法对其进行优化以获得最优的控制器参数值.具体优化步骤如下:首先根据系统的延迟时间初始化系统参数,并生成满足式(11)中约束条件的随机数;接着将满足条件的随机数代入到目标函数中,通过不断迭代寻找满足要求的最优值.
2.2 储能装置的分数阶PID控制
为了充分发挥储能装置的辅助调频性能,采用分数阶PID控制器输出储能装置的功率参考信号,通过其对储能装置变换器的控制,可实现储能装置按调频要求输出有功功率.不同于传统PID控制,分数阶PID控制器本质是具有额外自由度的非整数积分微分,可以比传统PID控制器获得更优的动态性能和鲁棒性[32 ] .分数阶PID的传递函数为
(12) G c (s) = K p + K i s λ F + K d s μ F
式中:λ F 和μ F 分别为控制器积分项和微分项的系数.根据ACE的变化,分数阶PID控制储能装置参与辅助调频的框图如图5 所示.图中,E (s )为区域控制偏差信号在s 域下的控制器输入量,ACE信号经过分数阶PID控制器转换为储能装置的功率参考信号ΔP ref ,通过对储能装置输出功率的控制,实现对系统频率的优化.
图5
图5
分数阶PID控制储能系统结构图
Fig.5
Structure diagram of energy storage system controlled by fractional PID controller
对于分数阶类非线性系统,为了在实际应用中实现分数阶行为,需要采用整数阶控制方法,一般通过近似离散化方法实现.常用的拟合方法为Oustaloup方法[33 ] .Oustaloup分数阶算子的实现方法是使用零极点传递函数在频域中逼近分数阶算子.在拟合频段[ω b , ω h ]内,以下公式提供了极点和零点的分布:
(13) s α ≈ K ∏ l = 1 M s + ω ' l s + ω l
(14) ω ' l = ω b ω h ω b l + M + 1 2 ( 1 - λ F ) 2 M + 1
(15) ω l = ω b ω h ω b l + M + 1 2 ( 1 + λ F ) 2 M + 1
(16) K = ω h α
式中: α为分数阶次;K为滤波器的增益;M为拟合高阶模型的阶数反映量;极点为ω l ω ' l . 本文取M=8,研究频段ω b = 0.001 ω h = 1000 .
3 仿真验证
在MATLAB/Simulink平台上建立含储能装置、风机并计及延时的两区域互联电网模型,两区域互联电力系统的仿真参数选取如表1 所示.
通过3个案例验证所提频率协调控制策略的有效性:案例1分析了不同时滞对系统频率稳定的影响;案例2验证了不同时滞条件下,本文所设计的改进粒子群优化PID(MPSO-PID)负荷频率控制器的频率稳定效果,将所设计的MPSO-PID负荷频率控制器分别与传统PID、模糊PID和粒子群优化PID(PSO-PID)负荷频率控制器进行对比;在案例3中对本文所设计的储能装置参与系统调频的方案进行了验证.最后,在案例4中将本文所提频率控制方式与两种不同频率控制方式进行对比,验证了所提频率控制方式的效果.其中,方式1为储能和汽轮发电机按比例响应ACE信号的频率控制方式;方式2为MPSO-PID控制汽轮发电机的同时,由传统PID控制储能的频率控制方式.
3.1 案例1
为验证时滞对系统的影响,仅考虑汽轮发电机参与系统的频率调整,并采用传统的PID控制方式,以分析不同延迟时间对电力系统频率稳定的影响.假设系统在时间t =10 s时发生标幺值(p.u.)为0.1的阶跃扰动,延迟时间τ =0.2,0.35,0.5 s时各区域的频率偏差如图6 所示.
图6
图6
不同延迟时间下系统的频率偏差
Fig.6
Frequency deviation of system at different time delays
仿真结果表明,在同样的控制参数下,当τ =0.2 s时,系统频率大约经过25 s可以恢复稳定;当τ 增加到0.35 s时,系统频率大约经过35 s可以达到稳定;而τ =0.5 s时,系统频率恢复稳定所需要的时间将近90 s.通过对比可以发现:系统的延迟时间越长,则系统的频率偏差越大,且恢复频率稳定所需的时间也更长.时滞不仅会影响系统的频率稳定,而且较长的时滞甚至会破坏系统的稳定运行.在系统运行状态发生变化时,如果不及时调整负荷频率控制器的参数,将会影响系统的稳定运行.
3.2 案例2
本案例验证了本文所设计的MPSO-PID负荷频率控制器在系统时滞情况下的频率控制效果.在仅考虑汽轮发电机参与调频的情况下,假定区域1和区域2在t =10 s时受到标幺值为0.1的阶跃扰动,对比了τ 分别为0.2、0.5 s时不同负荷频率控制器的调频效果,仿真结果如图7 、8 所示.
图7
图7
案例2中系统的频率偏差(τ =0.2 s)
Fig.7
Frequency deviation of system in Case 2 (τ =0.2 s)
图8
图8
案例2中系统的频率偏差(τ =0.5 s)
Fig.8
Frequency deviation of system in Case 2 (τ =0.5 s)
从图7 、8 中的仿真结果可以发现,本文所提MPSO-PID负荷频率控制器大约经过15 s便可恢复系统的频率稳定,相比于模糊PID负荷频率控制器和传统PID负荷频率控制器,所提MPSO-PID控制系统恢复稳定所需的时间更短.τ =0.5 s时,所设计的改进粒子群优化PID负荷频率控制器恢复频率稳定所需的时间仅为15 s,而传统PID控制下频率恢复稳定所需的时间为90 s.另外,本文设计的MPSO-PID和PSO-PID相比,其系统频率稳定效果也有所改善,由此说明本文所提出的改进粒子群算法的有效性.通过图7 和8 的对比可以清楚地得出结论:基于改进粒子群优化的PID的负荷频率控制器可以在时滞条件下有效发挥汽轮发电机的调频性能,减小系统的频率偏差,并使系统的频率快速恢复稳定.
3.3 案例3
为验证储能参与辅助调频的必要性,在本案例中对比MPSO-PID负荷频率控制方法在系统有、无储能情况下的频率偏差情况.其中,区域1受到随机负荷扰动和风电功率波动的影响,区域2则受到连续阶跃扰动的影响,τ 分别为0.2和0.5 s时有、无储能参与辅助调频时的仿真结果如图9 、10 所示.
图9
图9
案例3中系统的频率偏差 (τ =0.2 s)
Fig.9
Frequency deviation of system in Case 3 (τ =0.2 s)
图10
图10
案例3中系统的频率偏差(τ =0.5 s)
Fig.10
Frequency deviation of system in Case 3 (τ =0.5 s)
当τ =0.2 s时,储能参与辅助调频的系统,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.081和0.053 Hz;而储能未参加辅助调频的系统,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.166和0.099 Hz.通过对比可以发现,相比于储能未参加辅助调频的系统,储能参加辅助调频的系统频率偏差减小了约50%.τ =0.5 s时,储能参与辅助调频的系统,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.088以及 0.05 Hz;而储能未参加辅助调频的系统,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.196和0.12 Hz.整体对比可以发现,储能装置可以通过改变其功率输出,平滑源荷间的功率不平衡,使系统频率偏差减小,因此储能系统参与辅助调频有利于系统频率的稳定.
3.4 案例4
为了验证在有储能参与调频的情况下,所提频率控制方式的频率调整效果,将所提频率控制方式分别与频率控制方式1、2进行对比.假设区域1受到随机负荷扰动和风电功率波动的影响,区域2受到连续阶跃扰动的影响,不同延迟时间下3种频率控制方式的仿真结果如图11 、12 所示.
图11
图11
案例4中系统的频率偏差(τ =0.2 s)
Fig.11
Frequency deviation of system in Case 4 (τ =0.2 s)
图12
图12
案例4中系统的频率偏差(τ =0.5+0.2sin t )
Fig.12
Frequency deviation of system in Case 4 (τ =0.5+0.2 sin t )
图11 和图12 分别对比了τ 为0.2 s和0.5+0.2 sin t 时不同控制方式下的频率偏差情况.τ =0.2 s时,本文频率控制方式下区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.081和0.053 Hz;频率控制方式1下,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.16 和0.11 Hz;频率控制方式2下,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.167和0.095 Hz.当τ =0.5+0.2sin t 时,本文的频率控制方式下区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.088和0.049 Hz;而频率控制方式1下,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.185和0.12 Hz;频率控制方式2下,区域1和区域2的最大频率偏差分别为0.198和0.11 Hz.通过整体对比分析发现,同样是有储能参与辅助调频的系统,相比于频率控制方式1和2,本文所提频率控制方式下系统的频率变化更稳定,更有利于系统的稳定运行.
4 结论
新能源功率波动以及系统延时对频率稳定产生影响,仅依靠汽轮发电机进行频率调整并不能满足电能质量的要求,对此研究了储能装置协调汽轮发电机参与系统频率控制的策略,主要结论如下:
(1) 根据ACE的变化范围对汽轮发电机和储能装置进行调频任务的分工,以更好地发挥两者的调频性能.
(2) 针对互联电网的通信延时以及新能源接入引起的频率波动等问题,设计基于改进粒子群参数优化的PID负荷频率控制器,可以在系统时滞情况下有效地发挥汽轮发电机的调频性能,抑制电网的频率波动.
(3) 利用储能装置响应速度快的特点为互联电网提供频率支撑,采用分数阶PID控制器对储能装置的输出功率进行控制,使其平衡源荷间的功率波动,进一步优化系统频率.
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针对采用永磁同步电机驱动的火箭炮交流伺服系统存在摩擦、惯性力矩、变负载及不同工况下内外扰动等复杂非线性问题,考虑到自抗扰控制(ADRC)抗内外干扰能力强和分数阶PID控制动态性能好,设计了一种分数阶PID改进型自抗扰控制器(FOPID-IADRC)。为了取得良好的动态性能和减少参数计算量,采用分数阶PID控制器取代非线性状态误差反馈器；引入粒子群优化算法,对FOPID控制器的5个控制参数进行实时在线自整定。仿真和半实物台架实验结果表明：该控制策略能够有效抑制位置扰动,具有良好的动态性能和较强的抗干扰能力。
WANG Ronglin LU Baochun HOU runmin , et al FOPID improved ADRC in AC servo systems
[J]. China Mechanical Engineering 2019 , 30 (16 ): 1989 -1995 .
[本文引用: 1]
Aiming at the complicated nonlinear problems such as frictions,moments of inertia,variable loads and internal and external disturbances under different working conditions in AC servo systems of rocket launchers driven by PMSM, considering the strong internal and external interference resistances of ADRC and the excellent dynamic performance characteristics of FOPID control,an improved auto disturbance rejection controller optimized by FOPID controller(FOPID-IADRC) was designed herein.In order to achieve good dynamic performances and reduce the parameters' calculations,the non-linear state error feedback was substituted by FOPID controller.PSO algorithm was adopted to realize real-time self-tune of 5 parameters of FOPID controller.The simulation and semi-physical bench test results show that the control strategy may effectively resist position disturbances,and has good dynamic performances and strong anti-interference ability.
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“双碳”目标下中国清洁电力发展路径
1
2021
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
“双碳”目标下中国清洁电力发展路径
1
2021
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
粤港澳大湾区电力系统低碳转型
1
2022
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
粤港澳大湾区电力系统低碳转型
1
2022
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
面向抽水蓄能电站区域负荷频率的分数阶PID控制研究
1
2020
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
面向抽水蓄能电站区域负荷频率的分数阶PID控制研究
1
2020
... “双碳”目标下,新能源发电接入跨区域电网的比例逐年增加,但是由于新能源发电的随机性和间歇性,如何有效保证电力系统频率稳定成了一大问题[1 -2 ] .频率作为衡量电能质量的关键指标之一,其稳定性已经成为电网运行的现实要求[3 ] . ...
三区延迟电力系统鲁棒负荷频率控制研究
1
2018
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
三区延迟电力系统鲁棒负荷频率控制研究
1
2018
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
Coordinated control of distributed energy resources and conventional power plants for frequency control of power systems
1
2015
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
计及时延的互联电力系统分散式阻尼控制
1
2017
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
计及时延的互联电力系统分散式阻尼控制
1
2017
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
Impact of time delays on power system stability
1
2012
... 为了有效解决功率波动产生的频率偏差过大问题,提高互联电力系统中可调发电单元的调频能力,负荷频率控制技术被广泛应用于互联电网[4 -5 ] .现代电力系统通常由多个区域电网互联组成,电网规模的扩大会使信号在传输过程中存在各种时滞问题,时滞的存在会使负荷频率控制器不能及时地接收信号和发出各种控制指令,从而无法实现预期的频率调控目标,甚至还会影响电力系统的动态稳定[6 -7 ] .因此,在研究电力系统负荷频率控制的过程中考虑延时的影响对于提升电力系统的频率稳定有重要作用. ...
基于时滞灵敏度和多目标优化的广域电力系统稳定器参数设计
1
2019
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
基于时滞灵敏度和多目标优化的广域电力系统稳定器参数设计
1
2019
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
基于时滞依赖矩阵泛函的变时滞电力系统稳定性分析
1
2020
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
基于时滞依赖矩阵泛函的变时滞电力系统稳定性分析
1
2020
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
交直流混联电力系统频率协调控制策略
1
2017
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
交直流混联电力系统频率协调控制策略
1
2017
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
时滞环境下基于电动汽车与电热泵的协调频率控制
1
2020
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
时滞环境下基于电动汽车与电热泵的协调频率控制
1
2020
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
Secondary load frequency control of time-delay stand-alone microgrids with electric vehicles
1
2018
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
新型时滞可再生电力系统集成模型的滑模负荷频率控制设计
1
2022
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
新型时滞可再生电力系统集成模型的滑模负荷频率控制设计
1
2022
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
基于尼科尔斯PID设计方法的负荷频率控制
1
2012
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
基于尼科尔斯PID设计方法的负荷频率控制
1
2012
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
Tuning of PID load frequency controller for power systems
1
2009
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
Fragility and robustness level accomplishment of well known PI/PID robust tuning rules
1
2011
... 国内外很多学者针对时滞电力系统的负荷频率控制进行了大量研究.文献[8 ]综合考虑时滞灵敏度指标和系统阻尼,通过多目标优化算法求解广域电力系统稳定器参数,有效抑制系统区域间的低频振荡.文献[9 ]通过构造含时滞依赖矩阵的李雅普诺夫泛函实现对时滞电力系统的稳定性分析.文献[10 ]针对交直流混联系统提出了直流附加频率控制和自动发电控制的协调策略,克服了时滞和参数不确定的影响.文献[11 ]提出了在时滞条件下利用电动汽车和电热泵协调控制系统频率的策略,但是电动汽车和电热泵的调频性能会受到用户使用习惯的影响.文献[12 ]将基于滑模算法的新型无模型控制器应用于含电动汽车的时滞孤岛微电网的二次调频中,但是并没有考虑互联电网.文献[13 ]虽然针对时滞互联电力系统的频率稳定设计了基于滑模算法的负荷频率控制器,但是滑模控制结构复杂,难以实现工程应用.比例积分微分(PID)控制由于设计简单、工程应用方便而常被用来设计负荷频率控制器[14 -15 ] .但是PID控制算法需要应用在系统稳定工作点附近才能发挥出不错的控制效果,新能源的接入以及通信延迟的存在使得电力系统的稳定运行点变化较大,如果不及时调整PID的控制参数,将会出现频率控制效果一般、影响系统稳定运行等问题[16 ] . ...
一种提高系统频率响应特性的风储协调控制策略
1
2021
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
一种提高系统频率响应特性的风储协调控制策略
1
2021
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制策略
1
2021
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
基于动态任务系数的储能辅助风电一次调频控制策略
1
2021
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
Dynamic available AGC based approach for enhancing utility scale energy storage performance
1
2014
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法
1
2015
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法
1
2015
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
交流伺服系统分数阶PID改进型自抗扰控制
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2019
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
交流伺服系统分数阶PID改进型自抗扰控制
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2019
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
中速磁悬浮列车的分数阶运行控制方法
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2022
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
中速磁悬浮列车的分数阶运行控制方法
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2022
... 此外,新能源的大规模接入使电力系统逐渐向低阻尼、低惯量方向发展,系统的调频能力有所减弱,而且传统火力发电机的调节速度具有一定滞后性,对互联电网的动态稳定产生影响.储能装置因响应速度快、可双向调节、布局灵活等优点可以有效弥补火电机组调频性能的不足,因此可配置储能装置为电力系统的频率调整提供功率支撑[17 ] .文献[18 ]针对高风电渗透率下电力系统的频率波动问题,提出基于动态任务系数的储能辅助风电参与一次调频的控制策略,但是在高风电比例的电力系统中,仅依靠储能调节系统频率,会增加储能所需的容量.文献[19 ]提出按照储能的容量,与火电机组按比例共同承担系统的频率调整任务,但是没有考虑储能参与调频的过程中容量的动态变化情况.对于储能装置的控制,文献[20 ]提出将区域控制偏差及其变化率作为模糊控制器的输入量,采用模糊算法控制储能参与辅助调频,但是模糊规则的制定复杂且需要一定经验.分数阶理论和传统PID控制器的结合使传统PID控制器具有更好的动态性能和鲁棒性.文献[21 ]利用分数阶PID控制有效抑制了永磁同步电机交流伺服系统的位置扰动.文献[22 ]通过分数阶PID算法有效提高了列车的速度控制性能,满足了运行控制系统的控制精度和鲁棒性要求. ...
孤岛交直流混合微电网群分层协调控制
1
2021
... 储能装置可以通过其变换器实现与电网功率的双向调节[23 ] ,保证电力系统的实时功率平衡,在参与电网的辅助调频时,跟踪控制信号进行充放电的过程需要一定的响应时间.为了便于分析,同时考虑到储能系统的静态特性,引入时滞环节,储能装置的等效模型可以用一阶惯性环节表示[24 ] ,设储能装置s 域的传递函数为 ...
孤岛交直流混合微电网群分层协调控制
1
2021
... 储能装置可以通过其变换器实现与电网功率的双向调节[23 ] ,保证电力系统的实时功率平衡,在参与电网的辅助调频时,跟踪控制信号进行充放电的过程需要一定的响应时间.为了便于分析,同时考虑到储能系统的静态特性,引入时滞环节,储能装置的等效模型可以用一阶惯性环节表示[24 ] ,设储能装置s 域的传递函数为 ...
Penetration rate and effectiveness studies of aggregated BESS for frequency regulation
1
2016
... 储能装置可以通过其变换器实现与电网功率的双向调节[23 ] ,保证电力系统的实时功率平衡,在参与电网的辅助调频时,跟踪控制信号进行充放电的过程需要一定的响应时间.为了便于分析,同时考虑到储能系统的静态特性,引入时滞环节,储能装置的等效模型可以用一阶惯性环节表示[24 ] ,设储能装置s 域的传递函数为 ...
Accurate wind turbine annual energy computation by advanced modeling
1
2017
... 风能的特点是随天气的变化而变化,根据空气动力学原理,风力涡轮机捕获的风能与风速的3次方成正比,其输出的机械功率可以表示为[25 ] ...
Design and analysis of an MPPT technique for small-scale wind energy conversion systems
1
2013
... 式中:ρ 为空气密度;R w 为风力发电机的叶片半径;C p (λ w , β w )为风能利用系数, 是叶尖速比λ w 和俯仰角β w 的函数;v w 为风速.其中,C p (λ w , β w )可以表示为[26 ] ...
Frequency control of an isolated micro-grid using double sliding mode controllers and disturbance observer
1
2018
... 由于风力发电机与风力涡轮机相连时风机的惯性远大于发电机,所以忽略发电机的暂态过程,风电的输出功率可表示为[27 ] ...
含混合储能的互联电力系统传感器容错负荷频率控制
1
2021
... 本文所采用的汽轮发电机主要包括调速器和汽轮机两部分,其中调速器通过控制汽门的开度进而控制汽轮机的输出功率,调速器和汽轮机的传递函数分别为[28 ] ...
含混合储能的互联电力系统传感器容错负荷频率控制
1
2021
... 本文所采用的汽轮发电机主要包括调速器和汽轮机两部分,其中调速器通过控制汽门的开度进而控制汽轮机的输出功率,调速器和汽轮机的传递函数分别为[28 ] ...
计及SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略
1
2021
... 由于汽轮发电机响应速度和调节精度的限制,当系统频率变化时,若单独使用汽轮发电机参与调频,难以达到预期的频率调整效果[29 ] ,所以可利用储能装置协助汽轮发电机参与系统的辅助调频.为了更好地发挥两者的调频性能,本文根据系统的调频要求对汽轮发电机和储能装置的调频任务进行分工.根据ACE的变化范围划分汽轮发电机和储能装置的工作区间,定义R ACE 为储能装置协助汽轮发电机参与辅助调频时ACE的参考值,当|Δsi |≤R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较小,此时,仅由汽轮发电机承担系统的调频任务;当|Δsi |>R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较大,此时将储能装置接入系统,辅助汽轮发电机共同参与频率调整.具体分工过程如图3 所示. ...
计及SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略
1
2021
... 由于汽轮发电机响应速度和调节精度的限制,当系统频率变化时,若单独使用汽轮发电机参与调频,难以达到预期的频率调整效果[29 ] ,所以可利用储能装置协助汽轮发电机参与系统的辅助调频.为了更好地发挥两者的调频性能,本文根据系统的调频要求对汽轮发电机和储能装置的调频任务进行分工.根据ACE的变化范围划分汽轮发电机和储能装置的工作区间,定义R ACE 为储能装置协助汽轮发电机参与辅助调频时ACE的参考值,当|Δsi |≤R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较小,此时,仅由汽轮发电机承担系统的调频任务;当|Δsi |>R ACE 时,系统的区域控制偏差变化较大,此时将储能装置接入系统,辅助汽轮发电机共同参与频率调整.具体分工过程如图3 所示. ...
“双碳”背景下线间潮流控制器多目标协调控制策略
1
2021
... 时滞情况下以减小系统的频率偏差为优化目标,将K p 、K i 、K d 作为粒子的3个维度,粒子p 在第k +1次迭代时速度和位置按下式进行更新[30 ] : ...
“双碳”背景下线间潮流控制器多目标协调控制策略
1
2021
... 时滞情况下以减小系统的频率偏差为优化目标,将K p 、K i 、K d 作为粒子的3个维度,粒子p 在第k +1次迭代时速度和位置按下式进行更新[30 ] : ...
基于粒子群算法的微电网实时功率均分的改进下垂控制策略
1
2018
... 为防止粒子群在迭代过程中陷入局部最优解,本文对基本粒子群的惯性权重 η k c 1 k c 2 k [31 ] .在粒子群搜索的初期阶段,希望待优化的参数 K p K i K d η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k
基于粒子群算法的微电网实时功率均分的改进下垂控制策略
1
2018
... 为防止粒子群在迭代过程中陷入局部最优解,本文对基本粒子群的惯性权重 η k c 1 k c 2 k [31 ] .在粒子群搜索的初期阶段,希望待优化的参数 K p K i K d η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k η k c 1 k c 2 k
Fractional order PID control for reduction of vibration and noise on induction motor
1
2019
... 为了充分发挥储能装置的辅助调频性能,采用分数阶PID控制器输出储能装置的功率参考信号,通过其对储能装置变换器的控制,可实现储能装置按调频要求输出有功功率.不同于传统PID控制,分数阶PID控制器本质是具有额外自由度的非整数积分微分,可以比传统PID控制器获得更优的动态性能和鲁棒性[32 ] .分数阶PID的传递函数为 ...
DFIG performance improvement in grid connected mode by using fractional order PI controller
1
2018
... 对于分数阶类非线性系统,为了在实际应用中实现分数阶行为,需要采用整数阶控制方法,一般通过近似离散化方法实现.常用的拟合方法为Oustaloup方法[33 ] .Oustaloup分数阶算子的实现方法是使用零极点传递函数在频域中逼近分数阶算子.在拟合频段[ω b , ω h ]内,以下公式提供了极点和零点的分布: ...
