[发明专利]一种针对短时风电功率波动的水电机组调频控制方法

摘要

本发明涉及一种针对短时风电功率波动的水电机组调频控制方法，属于水力发电控制技术及电力系统频率调节控制技术领域，该方法以电力系统整体作为控制对象，将短时风电功率波动作为系统的不确定性扰动，同时综合考虑风电波动特性及电力系统动态特性，采用H∞鲁棒控制方法对水电机组一次调频反馈控制进行重新设计。与现有水电站普遍采用的PID控制相比，该方法将能有效地减少风电功率波动造成的系统频率偏差，提高了水电机组对短时风电功率波动的调节响应性能，同时，也减少了由于风电功率波动对系统中火电机组造成的额外调频负担。

主权项

一种针对短时风电功率波动的水电机组调频控制方法，其特征在于，具体方法是寻找水电机组最优反馈控制器K(s)，使得K(s)与包含风电出力特性的广义电力系统状态方程组成的闭环系统函数增益最小，其中，所述包含风电出力特性的广义电力系统状态方程基于：$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_w=A_w{x}_w+B_{w}U\\ {\mathrm{\ΔP}}_e^w=C_w{x}_w+D_{w}U\end{array}$   式一$\left[\begin{array}{c}\stackrel{\·}{x}\\ {\stackrel{\·}{x}}_w\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}A& {\mathrm{FC}}_w\\ 0& A_w\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ x_w\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}F{D}_w\\ B_w\end{array}\right]U+\left[\begin{array}{c}B\\ 0\end{array}\right]{\mathrm{\Δu}}_t$   式二采用标准Hankel范数最优降阶法降阶方法对状态方程式二进行降阶，得到降阶后的广义电力系统整体状态方程；所述H∞鲁棒控制目标基于式三，式中G(s)为控制器K(s)与广义电力系统模型组成的闭环传递函数表示形式，σ表示奇异值，sup表示上确界；$min\[\left|\right|G\left(s\right)|{|}_{\mathrm{\∞}}=\underset{w}{\sup }{\mathrm{\σ}}_{\max }\left(G\right(j\mathrm{\ω}\left)\right)\]$   式三采用基于线性矩阵不等式的方法求解得到K(s)。