[发明专利]一种多域电力系统负荷频率控制方法

权利要求书

1.一种多域电力系统负荷频率控制方法，所述的电力系统包括多个通过联络线互联的区域，各区域中包括传统发电机、超级电容器、电池储能系统和风力发电机，其特征在于，所述的方法包括：实时监控电力系统运行状态，获得区域控制偏差ACE的值，根据区域控制偏差ACE的值所处的控制区间，令频率调节装置的输出功率发生相应调整，使系统频率偏差保持在正常范围内；

所述的方法还包括：对传统发电机采用滑模控制器进行频率控制；

根据积分型滑模面s(t)＝Cx(t)-∫C(A-BK)x(τ)dτ设计滑模控制器u(t)，所述的滑模控制器u(t)表达式为：u(t)＝-Kx(t)-(CB)^-1[CW+ns(t)+m sgn s(t)]，

其中，x(t)为系统状态向量，A为系统矩阵，B为输入矩阵，C和K是具有适当维数的常数矩阵，矩阵K满足λ(A-BK)＜0，矩阵C使得CB可逆，W为系统集结不确定项的积分，n和m是正数，sgn*是符号函数，

状态模型如下：

其中，x(t)＝[Δf₁ ΔP_m1 ΔP_v1 ΔE₁ ΔP₁₂ Δf₂ ΔP_m2 ΔP_v2 ΔE₂]^T，u(t)＝[u₁ u₂]^T，ΔP_L(t)＝[ΔP_L1 ΔP_L2]^T

其中，下标1表示区域1的参数；下标2表示区域2的参数；K_p1、K_p2为电力系统增益；T_p1、T_p2为电力系统时间常数；T_ch1、T_ch2为汽轮机时间常数；T_g1、T_g2为调速器的惯性时间常数；R₁、R₂为调速器速度调节系数；K_E1、K_E2为积分控制增益；B₁、B₂为系统频率偏差系数；T₁₂为联络线功率同步系数；u₁、u₂为设计的滑模负荷频率控制器；Δf₁、Δf₂为区域频率偏差；ΔP_m1、ΔP_m2为火电机组的响应功率；ΔP_v1、ΔP_v2为调节阀位置增量；ΔE₁、ΔE₂为频率偏差积分控制器增量；ΔP₁₂为联络线功率偏差；ΔP_L1、ΔP_L2为负荷扰动；x(t)为系统状态向量；A为系统矩阵；B为输入矩阵；F为干扰系数矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种多域电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述的区域控制偏差ACE计算式为：ACE＝ΔP_ij+BΔf，其中，Δf是系统频率偏差，B是区域频率偏移系数，ΔP_ij是联络线功率偏差。

3.根据权利要求1所述的一种多域电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述的控制区间定义包括：

死区，|ACE|≤ACE_d.set，其中ACE_d.set是死区中ACE的最大值；

正常调节区，ACE_d.set＜|ACE|≤ACE_n.set，其中ACE_n.set是正常调节区中ACE的最大值；

辅助调节区，ACE_n.set＜|ACE|≤ACE_e.set，其中ACE_e.set是紧急调节区的门槛值；

紧急调节区，|ACE|＞ACE_e.set。