含风电场的多区域互联电力系统负荷频率分布式模型预测控制

摘要

由于风能间歇性和随机性,致使风电机组的有功功率随风能波动.外界负荷变化时,风电机组区别于常规发电机组,调节负荷能力有限.大规模风电场并网对负荷频率控制提出了新的挑战.本文旨在分析含规模化风电场互联电力系统频率特征基础上,建立含风电场互联电力系统负荷频率控制模型.进而以含风电场四区域互联电力系统为对象,设计基于协调的分布式模型预测控制器,在不同风速条件,不同区域控制器能够优化不同的控制目标,实现风电场与常规机组协调控制,维持联络线功率和系统频率稳定.同时,优化过程中考虑常规机组的发电机变化速率约束和风电机组的桨距角约束,风速约束.仿真研究结果表明,所提出的基于协调的DMPC预测控制算法不但能够有效地跟踪外界负荷变化,协调区域控制器实现风能最大利用,水电次之,火电最小的经济和环境指标,并且控制效果明显优于集中模型预测控制器.