基于微分博弈理论的电力系统频率的协同控制

发布时间：2020-06-01 06:41

【摘要】：随着风电等间歇性电源渗透率的提升，其有功出力变化大、预测难的特点将加剧电网有功失衡和频率波动，且风电易受电网扰动影响而退出运行，将进一步恶化电网中各频率调节装置之间的协调问题。 首先是同一区域中一次调频与二次调频之间的协调问题。一次调频以设备所在地频率偏差为信号经调速器改变机组有功出力，是当地频率闭环控制；二次调频以区域控制偏差为信号，由各调频机组的协调控制系统实现，是全区功率闭环控制。一次调频旨在快速缓解系统的有功缺额，而二次调频旨在实现区域的功率平衡。两者的控制方式和控制目标皆不相同，但又同时作用机组出力，因此可能发生冲突反调现象。风电接入带来的有功功率频繁波动将使这个现象更为严重。 其次是互联区域中的二次调频之间的协调问题。电力市场环境下，各区域电网逐渐演变为单独的利益主体，在运行过程中追求本区域频率稳定，且对其他区域进行功率支援，但又希望本区域的控制代价最小，这可能影响其他区域的控制效果。风电呈现地理分布不均性，其大规模引入将使不同区域二次调频装置间的冲突更为明显。 本文采用微分博弈理论来解决这两个协调问题。微分博弈理论考虑了主体之间的相互作用，是解决多主体多目标决策问题的有效手段。本文建立起同一区域中一次调频与二次调频的协同控制模型，和不同区域二次调频的协同控制模型，并提出两种协同控制器：基于开环纳什均衡的控制器和基于反馈纳什均衡的控制器。仿真算例在一个两区域互联系统上进行，并将两种协同控制器与PI控制器、多目标最优控制器的控制效果作对比。分析证明，协同控制器能更有效地缓解装置之间的冲突，减少无谓的调节次数和调节量，且基于反馈纳什均衡的控制器在动态一致性和策略公平性上有着更为优越的性能。 最后，本文在原仿真模型上考虑进调速器死区、控制动作幅值限制、机组爬坡速率约束，建立起更为实际的模型，并探求此种情况下，基于反馈纳什均衡的控制器的控制策略求取方法。仿真证明，本文提出的协同进化算法能够求取出满足复杂约束的均衡策略，从而实现向电力系统实际应用的靠近。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM732

【参考文献】

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本文编号：2691100