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《考虑饱和环节的自动发电控制时滞系统串级控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第４１卷第１０期２０１７年５月２５日Vol．４１No．１０May２５,２０１７DOI:１０．７５００/AEPS２０１６０９３００１０考虑饱和环节的自动发电控制时滞系统串级控制陈晨,李平康,贾智州(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京市１０００４４)摘要:自动发电控制(AGC)调节过程中存在发电机变化率约束、时延等约束条件,使得基于线性模型的AGC控制策略不能反映真实电力系统的频率调节特性.针对AGC时滞系统同时存在饱和与时延的问题,提出了一种基于内外环比例—积分(PI)稳定域的串级控制系统遗传优化策略.基于AGC系统的负荷频率控制与机组控制组成的串级控制回路,采用Hopf分岔代数判据和时滞
2、系统稳定域理论,分别求取了内外回路的PI稳定域,证明了饱和及时延参数会影响到PI稳定域的变化.通过将稳定域转化为控制器参数优化的约束条件后,对内环优化采用不同指标进行对比,证明了绝对误差积分(IAE)指标对于扰动具有更好的抑制能力;而对外环的对比表明采用时间乘平方误差积分(ITSE)指标具有更小的波动量.遗传优化结果表明所提控制策略能够有效抑制饱和及时延环节对系统性能的影响.关键词:发电机变化率约束;时延;串级控制;Hopf分岔代数判据;遗传优化[７Ｇ８]０引言不可忽视的重要因素.传统AGC系统一般采用比例—积分(PI)控制自动发电控制(automaticgenerationcontrol,器
3、,将区域控制误差(areacontrolerror,ACE)降为AGC)的主要任务是保持电网频率恒定以及联络线零.之后,不少学者开始关注AGC系统中存在的[１Ｇ２]交换功率按计划值执行.当电力系统正常运行非线性环节,进行了针对GRC问题的各种控制策仅仅存在小范围负荷扰动时,传统线性AGC模型略的研究.文献[９]使用模糊C均值聚类算法研究足以表示运行点附近的动态特性.然而,社会用电了考虑GRC的两区域和三区域互联AGC系统.负荷的多样性以及新能源电力的随机性影响了电力文献[１０]针对AGC系统存在的GRC问题,提出了[３Ｇ４]系统的频率质量.当突然出现较大范围的有功一种antiＧGRC补偿方案.
4、同时,开放型结构的数据功率扰动时,线性模型则不能反映出系统的频率动[５]通信网络被广泛应用于电力系统中.如果数据通信态特性.真实AGC过程中存在一些不可简化的网络发生故障或者处理能力不足,信息传输延迟则物理约束条件,使得基于线性模型的AGC控制策[１１Ｇ１２]会影响AGC系统的控制性能.文献[１３]研究略不能反映真实电力系统的频率调节特性.因此,了网络化AGC通信延迟的不确定性和数据丢包问针对目前AGC系统存在的多种约束条件,有必要题,提出了一种基于时滞模型预测控制算法的网络研究有效的控制策略,改善AGC系统的负荷频率化AGC系统.文献[１４Ｇ１５]将分布式模型预测控制调节性能.算法引入网络化
5、的AGC系统中,但模型预测控制电力系统频率出现较大偏差时,理想的频率控使系统结构更为复杂.若考虑AGC系统非线性环制策略通过调节AGC机组给定较大的功率输出,节、采样精度等影响因素,该算法有待进一步深入研从而快速实现功率平衡,进而将频率偏差恢复为零.究.但是,在电力系统中,发电机组的功率不能无限制改考虑到AGC机组的GRC和时延的影响,有必变,存在发电机变化率约束(generationrate[６]要基于传统PI控制,研究一种既能克服约束条件对constraint,GRC)限制.与此同时,随着电力系统的互联程度日益复杂,时延问题成为AGC过程中AGC系统的影响,又能保证该控制系统具有良好暂态性
6、能的控制策略.AGC系统是由机组控制回路和负荷频率控制回路构成的多变量多回路串级调节收稿日期:２０１６Ｇ０９Ｇ３０;修回日期:２０１６Ｇ１２Ｇ０９.[１６]上网日期:２０１７Ｇ０３Ｇ０３.系统.本文基于汽轮机调速器与负荷频率控制国家自然科学基金资助项目(６１０７４１０４).器,提出了一种基于PI稳定域的串级控制系统遗传６６陈晨,等考虑饱和环节的自动发电控制时滞系统串级控制优化策略.采用Hopf分岔代数判据和时滞系统稳?æ１１öx２＝atanhç－x２＋x３÷(２)定域理论,分别求取了内外回路的PI稳定域,将PIèbτTbτTø稳定域转化为控制器参数优化的约束条件,通过对式中:a和b为适当选择的
7、相应参数.比不同的优化指标,证明了所提控制策略能够减弱在AGC系统中,调速系统根据负荷指令信号饱和及时延环节对控制性能的影响.改变阀门开度,进而实现调节汽轮机的功率输出;而电网调度中心根据区域频率偏差量分配机组负荷.１AGC串级非线性控制系统AGC闭环控制回路可看作由负荷频率控制器和机组汽轮机调速器两部分构成的串级调节系统.负荷AGC机组的模型通常包括调速器、汽轮机、发电机和负荷等部分,含饱和及时
