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解除管制的电力系统分布式预测负荷频率控制

发布时间:2018-08-28 20:54
【摘要】:随着经济和社会的快速发展,我国电力系统规模日趋庞大。自进入新世纪以来,快速发展的智能电网技术和互联网技术促使多区域互联和解除管制成为我国电网的新特征。过去孤立的单区域电网已经逐渐通过联络线和相邻的电网联系在一起,电网之间相互交换控制信息,实现新形式的联网运行。同时,很多地方的电力供应是以化石燃料的燃烧为代价,日益枯竭的化石能源和不断恶化的全球环境促使各国都在寻求改变现有电力结构的新方案。相比化石能源,风能是一种开发成本较低、清洁环保、安全、可再生的能源形式,目前越来越受到重视。与此同时,风力发电的快速发展也给电力系统运行带来了新的技术挑战。越来越多的电力公司要求风力发电至少能像传统火力发电厂一样提供辅助性服务。本文针对解除管制的整合风力发电的三区域互联电力系统,基于系统状态空间模型,探究其负荷频率控制(LFC)的控制方法。分析比较集中式模型预测控制(cent-MPC)、分散式模型预测控制(decent-MPC)和分布式模型预测控制(DMPC)在多区域互联电力系统当中的性能。考虑风电介入时的三区域风电-火电互联电力系统的运行性能。引入反映当前电力市场合同模式的配电公司参与矩阵(DPM:DISCOs Participate Matrix)和区域参与矩阵(APM:Area Participate Matrix),考虑了在火力发电过程中的阀门位置限制、发电速率约束以及风力发电机控制输入约束等非线性条件,采用分布式模型预测控制算法,探究整个电力系系统有功功率平衡以及频率变化情况。针对除管制的三区域互联电力系统的仿真结果表明,本文所设计的控制器能够在满足控制约束的同时得到较为理想的控制效果。
[Abstract]:With the rapid development of economy and society, the scale of power system in China is becoming larger and larger. Since entering the new century, the rapid development of smart grid technology and Internet technology make multi-area interconnection and deregulation become the new characteristics of China's power grid. In the past, the isolated single area power grid has been gradually connected with the adjacent power grid through the tie line, and the control information is exchanged among the power networks to realize a new form of network operation. At the same time, electricity supplies in many places come at the expense of burning fossil fuels, and the increasingly depleted fossil energy and deteriorating global environment have prompted countries to seek new solutions to change the existing electricity structure. Compared with fossil energy, wind energy is a kind of low cost, clean, environmentally friendly, safe and renewable energy source, which has been paid more and more attention at present. At the same time, the rapid development of wind power also brings new technical challenges to power system operation. A growing number of power companies are demanding that wind power plants provide at least the same ancillary services as traditional thermal power plants. In this paper, based on the system state space model, the control method of load frequency control (LFC) for three regions interconnected power system with integrated wind power generation is discussed. The performance of centralized Model Predictive Control (cent-MPC), distributed Model Predictive Control (decent-MPC) and distributed Model Predictive Control (DMPC) in multi-area interconnected power systems is analyzed. The operational performance of a three-zone wind-fired interconnected power system considering wind power intervention. A distribution company participation matrix (DPM:DISCOs Participate Matrix) and a regional participation matrix (APM:Area Participate Matrix),) are introduced to reflect the current power market contract model (APM:Area Participate Matrix), which takes into account the valve position restrictions in the thermal power generation process. Based on the nonlinear conditions such as rate constraint and input constraint of wind turbine, the distributed model predictive control algorithm is used to study the active power balance and frequency change of the whole power system. The simulation results for the deregulated three-region interconnected power system show that the controller designed in this paper can satisfy the control constraints and obtain a more ideal control effect at the same time.
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM732;TM712

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本文编号:2210589

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