【技术实现步骤摘要】
针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法
本专利技术实施例涉及电力系统自动控制
，具体涉及一种针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法，尤其涉及一种基于IBAS算法的针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法。
技术介绍
清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括如风能和光伏能源的“可再生能源”。随着化学能源的枯竭，各个地区将清洁能源建设放在重要位置，以风电发电和光伏发电为代表的清洁能源的比重在总能源比重日益提高。由于清洁能源的时空分布与负荷中心存在时间上和空间上的差异，因此为了提高整体电网的质量和经济性，将各区域电网通过联络线实现电力的跨区域传输，从而发挥大电网的优越性。为了维护整体电网的有功出力与负荷之间的平衡需要通过自动发电控制系统，自动发电控制通过改变各出力电源的有功出力维持电力系统中的负荷和出力之间的平衡和频率稳定，当电网收到较大的功率扰动后自动发电控制系统若是控制效果不好会引起较大的频率波动，当频率波动偏离预设范围内会严重影响电力系统网络正常运行，因此提高自动发电控制系统的动态性能具有重要意义。目前大多数研究通过改变控制器和改变控制策略提高电网自动发电控制系统的动态性能，例如通过引入模糊控制、自适应控制、模型预测控制在一定程度上能够适应越来越复杂的电力网络，但是相较于传统PID控制相比其实现过程比较困难，因此PID控制仍然是自动发电控制领域的主流选择。相较于传统PID控制，分数阶PID控制器在保持结构简单的同时，控制范围更加广泛，控制精度更加准确，控...
【技术保护点】
1.一种针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法，其特征在于，包括：/n建立多源多区域互联电力系统模型，各区域包含风力发电系统、光伏发电、火力发电系统、水力发电系统和燃气轮机发电系统；/n基于分数阶微积分原理设计适应多源多区域互联电力系统自动发电控制模型的分数阶PID控制器；/n构建计及频率和联络线功率偏差控制效果和控制变量变化的适应度函数，其中控制效果和控制变量变化赋予不同权重；/n将Metropolis准则引入天牛须算法构建改进天牛须算法，应用改进天牛须算法天牛须算法对分数阶PID参数在约束范围内进行迭代寻优；/n将参数优化后的分数阶PID控制器应用到建立的多源多区域互联电力系统自动发电控制模型。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法，其特征在于，包括：
建立多源多区域互联电力系统模型，各区域包含风力发电系统、光伏发电、火力发电系统、水力发电系统和燃气轮机发电系统；
基于分数阶微积分原理设计适应多源多区域互联电力系统自动发电控制模型的分数阶PID控制器；
构建计及频率和联络线功率偏差控制效果和控制变量变化的适应度函数，其中控制效果和控制变量变化赋予不同权重；
将Metropolis准则引入天牛须算法构建改进天牛须算法，应用改进天牛须算法天牛须算法对分数阶PID参数在约束范围内进行迭代寻优；
将参数优化后的分数阶PID控制器应用到建立的多源多区域互联电力系统自动发电控制模型。
2.根据权利要求1所述的针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法，其特征在于，所述多源多区域互联电力系统是由多个区域电力系统通过联络线之间的电力交换构成，各区域电力系统包含风力发电系统、光伏发电系统、火力发电系统、水力发电系统和燃气轮机发电系统，对各种类型的电源以及发电机-负荷频率响应进行建模；
其中，所述风力发电系统的频率响应模型可用传递函数表示,其建立过程用公式(1)表达：
式中：ΔPwt为风电机组机械功率变化量；ΔPw为风电机组功率出力变化量；Kw为增益系数；Tw为时间常数；s为拉氏算子；
其中，所述光伏发电系统频率响应模型可用传递函数表示，其建立过程用公式(2)表达：
式中：ΔPp为光伏发电系统的功率出力变化量；ΔΦ为光伏发电系接受光照辐射变化量；Kp为光伏发电系统增益系数；Tp为光伏发电系统时间常数；s为拉氏算子；
其中，所述火电发电系统包含调速器的模型，汽轮机的模型；
火电发电系统中调速器的模型建立如下的公式(3)所示：
式中：ΔUg为调速器控制信号；ΔXg为调速器阀门开度变化量；Tg为调速器时间常数；s为拉氏算子；
火电发电系统中非再热式汽轮机的模型建立如下的公式(4)所示：
式中：Δpg为火电机组功率出力变化量；ΔXg为调速器阀门开度变化量；KT为非再热式汽轮机功率增益；TT为非再热式汽轮机汽容时间常数；s为拉氏算子；
火电发电系统中再热式汽轮机的模型建立如下的公式(5)所示：
式中：Δpg为火电机组功率出力变化量；ΔXg为调速器阀门开度变化量；KT为再热式汽轮机功率增益；TT为再热式汽轮机汽容时间常数；Tr为再热式汽轮机再热时间常数；Kr为再热式汽轮机再热系数s为拉氏算子；
其中，所述水力发电系统包含调速器的模型和水轮机的模型；
水力发电系统中调速器的模型建立如下的公式(6)所示：
式中：ΔUh为水轮机组调速器控制信号；ΔXh为水轮机组调速器开度；Th为调速器时间常数；s为拉氏算子；
水力发电系统中水轮机的模型建立如下的公式(7)所示：
式中：Δpw为水力发电机组功率出力变化量；ΔXw为水力发电机组调速器变化量；Tw为水锤时间常数；TRw为水轮机调速器复位时间常数；Ttw为水轮机组调速器瞬时下垂时间常数；s为拉氏算子；
其中，所述燃气轮机发电系统包含燃气轮调速器的模型和燃气轮机模型；
火电发电系统中调速器的模型建立如下的公式(8)所示：
式中：ΔUr为燃气轮机发电系统调速器控制信号；ΔXr为调速器开度；Tr为调速器时间常数；s为拉氏算子；
燃气轮机发电系统中燃气轮机模型建立如下的公式(9)所示：
式中：Δpc为燃气轮机发电机组功率出力变化量；ΔXc为燃气轮机发电机组调速器变化量；Ttc燃气轮机机组调速器提前时间常数；Tzc为燃气轮机机组调速器滞后时间常数；Tcr燃气轮机机组燃烧延迟时间常数Tf为燃气轮机机组压缩机流量时间常数；s为拉氏算子；
多源多区域互联电力系统中发电机-负荷频率响应模型建立过程如下的公式(10)所示：
式中：H为区域电力系统的等效惯性系数，D为区域电力系统的等效阻尼系数，s为拉氏算子。
3.根据权利要求1所述的针对多源多区域互联电力系统的自动发电控制方法，其特征在于，所述基于分数阶微积分原理设计适应多源多区域互联电力系统自动发电系统的分数阶PID控制器中，其传递函数表达式如下的公式(11)所示：
技术研发人员：朱志莹，郭杰，于国强，胡尊民，徐明志，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。