需求响应参与电力系统调频机理及控制研究

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1、Ｉ学号；１２９３６６ｙ＾．．，－１＾＂‘‘．一＊囉。＇＾、繼嗦受劈表々＞，ｒｆ，巧蹤脱博±学位论文需求晌应参与电力系统调频机理及控制研究研究生姓名：包宇庆导师姓名：李扬教授申请学位类别工学横±学位授予单位东南大学一级学科名称电气工程论文答辩日期２０巧年１２月１０日二级学科名称电力系统及其自动化学位授予日期２０年月日答辩委员会主席卫志农评阅人２０１５年１２月３１日来兩：ｋ聲巧±学位论文需求响应参与电力系统调

2、频妍理及控制研究专业名務：电气工程研究生姓名：包宇庆导师姓名：李扬教巧本论文获国家自然科学基金项目Ｃ７１４７１０３６，５１２７７０２８）Ｗ及２０１４年江苏省商校研巧生创新计划项目ＫＹＬＸ０１２；３的资助。（）ＴＨＥＭＥＣＨＡＮＩＳＭＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＯＦＤＥＭＡＮＤＲＥＳＰＯＮＳＥＩＮＴＨＥＦＲＥＱＵＥＮＣＹＣＯＮＴＲＯＬＯＦＴＨＥＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉ

3、ｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＢＡＯ－ＹｕＱｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬＩＹａｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１５东南大学学位论文独御性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所，，知，除了支中特别加Ｗ

4、标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本。与我研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。文口口，引研巧生签名：啼瓜日期：东南大学学位论文使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相－致。除在保密期内的保密论文外，，允许论文被査

5、阅和借阅可Ｗ公布（包括电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研巧生签名：导师签名：日期：如和＾摘要随着智能电表和髙级量测技术的发展，需求响应能够参与到电为系统的频率控制中。需求响应通过精细化地管理电网友好型用电设备（ＧＦＡ）的负荷，对电为系统的频率变化做出响应，从而实现对电力系统频率的实时调节。如何合理地调用这些需求响应资源Ｗ实现对电力系统频率的稳定控制，需要对需求响应参与调频

6、的化理及控制方法进行深入研巧。在新能源不断接入电网、电力系统稳定性与可靠性面临巨大挑战的新形势下，研巧需求响应参与电力系统调频的机理及控制方法具有重要的现实意义。一本文在全面分析了传统电为系统次调频、二次调频机理的基础上，对需求响应参与电力系统调频的机理进行深入分析，阐明了需求响应参与电力系统调频的必要性和可行性，并建立了包含需求响应的电力系统频率响应模型。接着围绕需求响应参与电力系统调频的四个关键技术进行了研巧：一１．提出了种多层混合需求响应调频控制策略。所提出的控制策略包含

7、两个层次的控制還辑；控制中也层控制還辑和控制器层控制逻辑。控制中也负责给定各个ＧＦＡ控制器的控制参数，而各个分散的ＧＦＡ控制器负责频率检测和整个控制逻辑的具体实现。为了改善整个系统的调频性能，采用遗传算法对包含需求响应的整个频率控制系统的相关控制参数进行优化，得到最优控制参数。通过多个算例验证了该多层混合控制策略的性能。２．针对性地提出了多区域互联电力系统中需求响应参与调频的控制策略。通过反馈本区域频率偏差信号Ｗ及区域间联络线功率偏差信号，不仅能够使本区域频率快速地恢复到额定值

8、，而且能够快速平抑联络线上的功率波动。为了得到最优控制参数，将包含需求响应的整个控制系统转化为多目巧优化问题，并采用遗传算法对相关参数进行优化。基于Ｈ区域电力系统的算例对所提出的控制策略和优化方法进行了仿真验证。一３．有效地解决了包含多时间尺度需求响应资源的优化调度问题。将频率控制问题通过个频率限值约束条件引入到调度模型中。通过分段线性化的方法，将频率限值约束转化为发电机机组组合Ｗ及需求响应资源总容量的线性不等式关系，并通过混合整