[发明专利]一种基于强化学习的风电互联系统的LFC控制方法

说明书

本发明公开一种基于强化学习的风电互联系统的LFC控制方法，方法包括以下步骤：构建三区互联电力系统；所述三区互联电力系统包括：火电厂频率控制系统、水电厂频率控制系统和火风发电频率控制系统，其中三个控制系统中任意两个系统的频率偏差输出信号，作为另外一个控制系统中控制器的输入信号，实现三区互联；将强化学习控制器作用于三区互联电力系统中，采用基于强化学习的方法对三区互联电力系统进行控制；本发明有益效果是：采用基于强化学习的LFC控制器一方面可以有效保证互联电力系统频率稳定性；另一方面充分缓解常规机组的调频压力，提高机组利用率，增加风力发电企业的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及大规模风电并网发电系统控制技术领域，尤其涉及一种基于强化学习的风电互联系统的LFC控制方法。

背景技术

以风力发电为代表的可再生能源在全球范围内得到了广泛的大规模开发应用，通常风力发电厂将风能转变为电能，再由电力电子设备连接到交流电网，但是风力电厂的有功功率的输出与电网频率是解耦的，这使得风力电厂无法像同步发电机一样在系统功率供需不平衡时，为电网及时提供频率支持。一般风力发电距离负荷中心远，需要采用特高压交/直流输电线路将风电场的电能输送至大城市，随着风力发电渗透率的提高，而风力发电具有明显的随机性、间歇性以及波动性，向常规互联电力系统的稳定运行和负荷频率控制提出了新的挑战。

电力系统频率稳定是电力系统安全运行最重要的因素之一，我国规定，电力系统正常运行时的频率应保持在50±0.2Hz。风力发电具有明显的随机扰动性和波动性，大规模风力并网发电给常规电力系统平衡带来了功率波动，风力发电渗透率越高，所需二次调频备用机组越多。传统的依靠人手动调节和单一调频电厂调频的方法已经无法满足用户对电能质量日益严格的需求。

负载频率控制LFC(Load Frequency Control)是根据电力系统机组出力和负荷波动引起的频率偏差Δf和联络线功率偏差ΔPtie，利用自动发电控制系统实时调整发电机组输出有功功率，以适应不断变化的负荷需求，在一定范围内实现电能的发供平衡，从而保证系统频率恢复至基准值、联络线交换功率恢复至规定值。

发明内容

基于此，本发明采用强化学习设计一种负荷频率控制方法，让风力电厂参与电网频率的调节，当电网受到较大功率不平衡扰动时，缓解常规机组的调频压力，保证电网频率的稳定。

本发明为了解决大规模风力并网发电导致电力系统惯性和频率响应的降低，由于风力发电基于模型的随机性、间歇性和波动性特征，风力电厂无法像同步发电机一样在系统功率供需不平衡时，为电网及时提供频率支持，增加了常规机组的调频压力的问题，提出了一种基于强化学习的风电互联系统的LFC控制方法，包括以下步骤：

S101：构建三区互联电力系统；所述三区互联电力系统包括：火电厂频率控制系统、水电厂频率控制系统和火风发电频率控制系统，其中三个控制系统中任意两个系统的频率偏差输出信号，作为另外一个控制系统中控制器的输入信号，实现三区互联；

S102：将强化学习控制器作用于三区互联电力系统中，采用基于强化学习的方法对三区互联电力系统进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：该负荷频率控制器能够及时有效抑制电力系统的频率振荡，一方面提高电网的安全性与稳定性，另一方面使得电网能够及时大规模吸纳风电厂发出的电能，提高风力发电企业的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图；

图2是三区互联示意图

图3是单独区域电力系统的LFC控制框图；

图4是三区互联电力系统LFC控制框图

图5是强化学习控制原理图；

图6是所述Critic网络的结构原理图；