[发明专利]一种含风储的多域电力系统负荷频率控制方法

摘要

本发明涉及一种含风储的多域电力系统负荷频率控制方法，包括以下步骤：S1，构建多域的电力系统，建立发电机的数学模型；S2，建立含有不确定项的状态模型；S3，设计滑模面；S4，设计滑模负荷频率控制器；S5，对电力系统负荷进行区间划分，针对不同区间内的负荷提出不同的控制策略。与现有技术相比，本发明中储能子系统参与系统频率调节，考虑了互联系统的参数不确定项和储能系统的控制信道延时问题。根据系统负荷扰动变化的区间，提出不同的控制策略，具有系统频率偏差和系统的超调量低、调节时间端、电力系统稳定性高的优点。与传统PI控制下有储能系统相比，减小了储能设备的容量，降低了电力系统的投资。

主权项

1.一种含风储的多域电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，构建包括多个区域的电力系统，并建立各区域发电机的数学模型，各区域通过联络线连接，每个区域均包括火力发电机、风力发电机和储能子系统，所述的储能子系统包括电池组和变流器，变流器与电网交换有功功率；S2，根据发电机的数学模型，建立含有不确定项的状态模型：同时定义集结不确定项g_i(t)：将含有集结不确定项的状态模型表示为：其中状态变量为x_i(t)：x_i(t)＝[Δf_i(t) ΔP_mi(t) ΔP_vi(t) ΔE_i(t) Δδ_i(t) ΔP_ESi(t)]^T下标i和下标j表示区域的编号，i＝1,....,N，j＝1,....,N，N为区域个数，ΔE_i(t)是频率偏差积分控制器增量，Δδ_i(t)是相角增量，控制变量u_i(t)为滑模负荷频率控制器，A_i为系统矩阵，B_i为输入矩阵，A_idi为时滞项系数矩阵，E_ij为互联项系数矩阵，F_i为扰动项系数矩阵，ΔA_i、ΔB_i、ΔA_idi、ΔF_i、ΔE_ij是分别与A_i、B_i、A_idi、F_i、E_ij对应的电力系统参数的不确定项，ΔP_Li(t)是系统负荷扰动，d为储能系统时滞常数，ΔP_GWi(t)为第i个区域的风力涡轮机输出功率偏差，ΔP_mi(t)是火力发电机输出功率增量，ΔP_vi(t)是火力发电机调节阀位置增量，ΔP_ESi(t)是储能子系统输出功率增量；S3，根据含有集结不确定项的状态模型设计滑模面s_i(t)；S4，根据滑模面s_i(t)设计滑模负荷频率控制器u_i(t)：其中集结不确定项g_i(t)是有界的，矩阵C_i为滑模面s_i(t)的系数矩阵，ε＞0，i＝1,....,N，sgn(*)为符号函数，S5，将电力系统负荷扰动大小划分为两个区间，第一区间为[0,ΔP_L.set]，第二区间为(ΔP_L.set,ΔP_L.max]，当电力系统负荷扰动值位于第一区间时，将滑模负荷频率控制器u_i(t)作用于发电机，当电力系统负荷扰动值位于第二区间时，滑模负荷频率控制器u_i(t)与储能子系统协调作用；其中ΔP_L.set为电力系统无储能子系统时，滑模负荷频率控制器可平滑的最大负荷扰动值，ΔP_L.max为电力系统最大负荷扰动值。