基于改进果蝇算法含风电互联电网的负荷频率控制

摘要

互联电力系统的负荷频率控制对于保障互联电力系统的频率稳定具有极其重要的意义，选取适当负荷频率控制器参数更有利于减小频率偏差和联络线交换功率，保证系统的稳定性。针对风电并网对电力系统产生的扰动，传统的负荷频率PI控制器不能够适应风速的波动性和随机性，从而造成区域控制偏差增大，不能很好满足CPS标准，论文提出基于改进果蝇算法的含风电互联电网的负荷频率控制。　　首先论文介绍了电力系统调频原理、负荷频率控制的研究现状和传统负荷频率控制模型。分析了风电并网对频率偏差系数和区域控制偏差的影响，介绍了互联电网控制区的控制性能标准CPS的构成。其次在风电机组基础上加入了调频模块，研究在不同风电调频系数下，风电并网对区域控制偏差以及联络线功率的影响，结果表明，随着调频系数的增大区域控制偏差以及联络线功率减小，有利于系统稳定性的恢复，增大系统鲁棒性。然后介绍了果蝇优化算法(FOA)，其具有参数少、易调节等优点。针对果蝇优化算法在固定步长时易于陷入局部最优的问题，提出改进步长的自适应果蝇优化算法(SAFOA)，并且用一元二次函数证明了其优越性。最后为了解决传统PI控制无法适应风电并网波动的问题，提出了基于果蝇优化PI控制的含风电互联电网的负荷频率控制。结果表明，在含风电下基于果蝇优化负荷频率控制能够减小频率波动、增大CPS值、同时减小了调速时间，有利于电力系统的稳定性。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2电力系统调频控制

1.3国内外研究现状

1.3.1风力发电现状

1.3.2 负荷频率控制的研究现状

1.3.3智能算法在负荷频率控制中的应用

1.4论文主要研究内容

2 含风电的负荷频率控制系统建模

2.1负荷频率控制模型

2.1.1 发电机-负荷模型

2.1.2 原动机数学模型

2.1.3调速器数学模型

2.1.4 联络线模型

2.1.5 二次调频回路

2.1.6控制器模块

2.2风电机组模型

2.2.1风速模型

2.2.2风力机模型

2.2.3机械转动机构模型

2.2.4发电机模型

2.3本章小结

3含风电的负荷频率控制系统分析与仿真研究

3.1风电并网电力系统频率稳定分析

3.1.1风电并网对频率偏差特性系数的影响

3.1.2风电并网对区域控制偏差的影响

3.2 CPS考核指标的分析

3.2.1A1和A2和标准的理论研究与分析

3.2.2CPS1和CPS2和标准的理论研究与分析

3.2.2 A标准与CPS标准的对比与分析

3.3风电参与调频的负荷频率控制

3.3.1含风电的两区域互联电网的负荷频率控制模型

3.3.2风电机组参与调频模块

3.4仿真分析

3.4本章小结

4基于SAFOA含风电的负荷频率控制系统参数优化

4.1果蝇优化算法

4.1.1 FOA算法基本原理

4.1.2 自适应果蝇算法

4.1.3改进果蝇算法的性能测试验证

4.2 SAFOA在负荷频率PI控制器中的应用

4.2.1优化整定模型

4.2.1参数设置及求解步骤

4.3算例分析

4.4本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间主要研究成果