线性自抗扰控制器在孤岛微网负荷频率控制中的应用

发布时间：2017-09-01 13:10

  本文关键词：线性自抗扰控制器在孤岛微网负荷频率控制中的应用

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【摘要】：电力是现代工业中主要动力,微网作为电力未来的发展方向,其电能质量以及控制品质的问题也得到更多的关注。微网负荷频率控制问题的强随机性、多扰动、非线性等特性越显突出,使得目前普遍应用的PID控制器难以获得令人满意的控制效果。为此,人们一直在寻找更好的控制技术,线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,简称LADRC)即是其中的一种新型控制策略。本文根据一般的LADRC,结合基于自然选择的粒子群整定算法,使得LADRC控制器更易于实现且具有更广泛的适用性。然后,基于上述方法,针对一个传统孤岛微网负荷频率控制问题,根据其控制框图,推导得到其确定的传递函数模型,研究了LADRC采用四阶的扩张状态观测器。与传统PI控制方法的对比仿真结果表明：在每个特定工况下,LADRC控制器都能以较小的控制能量获得较好的跟踪效果,且抗扰动性能具有明显的优势；此外,通过简单的参数调整,可以使得LADRC具有更好的性能鲁棒性,从而实现利用单一控制器来进行全工况控制。本文的LADRC控制方法同样可以应用到其它类型微网中。最后,本文还研究了含有大规模风电的微网负荷频率控制问题。介绍了双馈感应风力发电机组支持微网频率调节的控制原理,针对含有大规模风电的微网负荷频率控制模型,与PI和模糊PI控制器进行的对比和分析,研究了LADRC控制器的控制能力。分析和仿真结果一致表明,LADRC能够有效风电渗透率升高对微网频率控制的影响,且具有一定的性能鲁棒性。本文的研究结果显示了LADRC,无需知道对象模型的具体结构和参数具体,因此更容易为工程师理解,在微网负荷频率控制问题中具有一定的应用前景。
【关键词】：负荷频率控制 线性自抗扰控制 微网 基于自然选择的粒子群算法
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题背景及研究意义9-13
• 1.1.1 微网综述9-10
• 1.1.2 频率控制问题综述10-13
• 1.2 孤岛微网负荷频率控制研究现状13-18
• 1.2.1 微网的研究现状13-15
• 1.2.2 负荷频率控制研究现状15-18
• 1.3 论文主要工作18-20
• 第2章 线性自抗扰控制器20-35
• 2.1 自抗扰控制器的研究进展和现状21-23
• 2.2 自抗扰控制器结构23-30
• 2.2.1 跟踪微分器23-25
• 2.2.2 扩张状态观测器25-27
• 2.2.3 状态误差反馈律27-29
• 2.2.4 动态补偿线性化29-30
• 2.3 线性自抗扰控制器仿真30-32
• 2.4 线性自抗扰控制器参数整定32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 LADRC在孤岛微网负荷频率控制中的应用35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 问题描述35-39
• 3.2.1 微网结构35-37
• 3.2.2 分布式微电源传递函数模型37-39
• 3.3 自抗扰控制器的设计39-42
• 3.4 仿真算例42-46
• 3.4.1 负荷扰动实验43-44
• 3.4.2 鲁棒性实验44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 LADRC在含大规模风电的微网负荷频率控制中的应用47-65
• 4.1 引言47-48
• 4.2 问题描述48-53
• 4.2.1 基于DFIG的风机频率控制原理48-50
• 4.2.2 单区域电力系统LFC模型50-51
• 4.2.3 两区域电力系统LFC模型51-53
• 4.3 自抗扰控制器设计53-55
• 4.3.1 控制器的结构53-54
• 4.3.2 参数整定结果54-55
• 4.4 仿真算例55-64
• 4.4.1 单区域电力系统55-58
• 4.4.2 两区域电力系统58-62
• 4.4.3 鲁棒性分析62
• 4.4.4 抗干扰分析62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 结论与展望65-68
• 5.1 结论和主要创新点65-66
• 5.2 需要进一步开展的工作66-68
• 参考文献68-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：772265