负荷频率控制

摘要： 针对大规模可再生能源接入电网引发的系统调频性能下降的问题,该文提出一种基于数据驱动的风火储多能互补发电系统负荷频率控制方法。首先,通过机理分析建立多区域混合发电系统的数学模型;其次,构建含控制性能标准(CPS)、风电机组弃风(P_(icast))和动态性能指标的奖励函数,将负荷频率控制问题转换为最大化奖励函数问题,并引入深度确定性策略梯度算法进行求解,通过预学习和在线应用,获得风电机组实际出力情况下的最优自适应协调频率控制策略;最后,从中长期控制性能入手进行分析,通过加入连续阶跃扰动或实际风速扰动仿真,验证所提出方法在改进负荷频率控制性能上的有效性和可行性。仿真结果表明,系统发生扰动时,储能设备的引入及所提的深度确定性策略梯度算法不仅能够更加有效地抑制波动,而且能够在缩短完成负荷频率控制所需调节时间的同时最大限度地减少弃风,提高风电消纳的比例。

摘要： 提出在优化过程中考虑H_(2)/H_(∞)范数权重来设计最优混合H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器的方法,并将其应用在含风电、光伏以及小水电三个分布式电源的微电网负荷频率控制上。在对所建立的微电网负荷频率控制器优化中以系统的频率波动平方积分最小作为最优化目标,并综合H_(2)/H_(∞)两个范数所表述的鲁棒性能,设计了具有最优的混合H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器。采用基于收缩系数的粒子群引力搜索算法(CPSOGSA)对反映系统H_(2)性能、H_(∞)性能的权重值以及输出鲁棒性能的有关加权矩阵进行选优,从而能够使得控制器在满足约束条件下达到最优。通过仿真验证可知,所提的方法对该微电网的负荷频率在外部扰动和系统内部参数扰动下具有更好的动态性能。

摘要： 为了解决电力系统发生扰动时频率及电压波动持续时间较长的问题,在FOPID控制器以及PI+PD级联控制器的基础上提出了FOPI+FOPD控制器,将其应用于单区域电力系统的负荷频率控制及自动电压调节中,并通过基于Levy变异的帝国竞争算法对负荷频率控制器及自动电压调节控制器的参数进行寻优。仿真结果验证了FOPI+FOPD控制器的可行性,且系统采用该控制器比传统的PID控制器、分数阶PID控制器具有更好的鲁棒性和动态响应性能,系统频率与电压的调整时间分别缩短了13%以及18%。该控制器能够更好地抑制频率与电压的波动,从而使系统获得更优的时域动态性能。

摘要： 针对可再生能源接入后多区域电力系统惯量减小、调频困难的问题,提出一种基于虚拟惯量技术的分布式最优负荷频率控制方法。首先,对具有控制器稀疏互联结构约束的分布式最优负荷频率控制系统建立了数学模型;然后,利用Lyapunov-Krasovskii方法得出该模型的稳定性判据,利用线性矩阵不等式技术和混合整数规划法得出稀疏结构控制器的设计方法;最后,以1个4区电力系统为例进行仿真,结果表明利用所提方法可实现系统的稳定控制。

摘要： 针对以新能源为主体的新型电力系统所面临的频率控制问题,对由储能电池和超级电容器组成的混合储能系统辅助下的电网负荷频率控制进行了研究。首先,分析了储能电池和超级电容器的运行特性并对其进行建模;然后,在IEEE标准2区域负荷频率控制模型基础上构建了混合储能联合调频模型,并给出了混合储能系统参与二次调频的策略;最后,采用混沌粒子群算法整定分数阶PID控制器的最优控制参数。在阶跃负荷扰动及随机负荷扰动条件下,利用MATLAB/Simulink进行仿真,对不同调频模型下系统的频率、联络线功率变化和出力进行对比分析。仿真结果表明,利用所提控制策略可以在缩小扰动范围的同时,迅速恢复互联电力系统频率稳定。

摘要： 研究了网络攻击下电力系统事件触发负荷频率控制问题。首先,为了节约网络资源,提出了一种新的数据包的触发机制,在一般事件触发机制基础上增加了历史信号数据信息;然后考虑电力系统网络环境中的欺骗型攻击,建立了广义电力系统模型。再通过构造合适的李雅普诺夫函数并运用积分不等式,得到了一个可以保证电力系统均方渐近稳定的定理;另外,基于所提出的定理,提出了一种控制器的设计方法。最后,在仿真中表明了所提出的新的事件触发机制能够大大减少不必要网络资源的浪费,并优化了传输速率。

摘要： 智慧园区系统内各层次时刻遭受网络攻击的威胁,为提高智慧园区系统面向网络攻击威胁的应对能力与恶意攻击事件识别的精度和效率,提出面向智慧园区系统的网络攻击关联分析方法,其是采用频繁模式增长(FP-Growth)算法的网络攻击异常事件关联规则分析技术。首先利用FP-Growth算法快速挖掘异常事件频繁项集,训练关联规则;其次利用灰色关联分析算法生成实时异常事件对于网络攻击异常表现形式的元素集合;接着结合关联规则实现网络攻击场景的在线识别;同时针对匹配的攻击场景所对应的环节提出网络攻击防护策略,进行网络攻击防御,消除攻击影响;最后在不同数据量下验证所提方法在关联规则训练方面效率的优越性,并以智慧园区系统负荷频率控制(LFC)业务为场景验证所提网络攻击防护策略的可行性和有效性。

摘要： 中国正在构建以新能源为主体的新型电力系统,该系统相较于传统电力系统在电源侧和负荷侧具有双随机波动特性,挖掘并提升系统中灵活资源的主动响应能力是保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段。以空调类需求侧资源为例,建立了计及需求侧资源主动响应的含风电互联系统负荷频率控制模型;并综合考虑系统电源侧和负荷侧的双随机特性,设计了可最大化需求侧主动响应能力的线性自抗扰控制策略;最后,以某区域电力系统为例,仿真测试了不同风电渗透率下风电场功率波动、负载扰动等多组场景下的控制效果。结果表明:所提策略显著提升了含风电互联系统的负荷频率控制性能,为大规模新能源电力并网提供了有力支撑。

摘要： 随着大规模风电、光伏发电在电网中的不断渗透,新能源机组参与到负荷频率控制中已成必然。然而,由于风电和光伏发电出力不稳定,并入电网后会影响电网的有功平衡,进而引起频率不稳定。针对含有常规机组、风电机组和光伏机组的新能源电力系统研究提出了一种基于分布式模型预测的负荷频率控制方法。该控制器通过系统中的状态信息和预测数据,同时考虑相邻控制区域的信息和系统约束,求解得到各区域控制量以实现局部目标的有效协调。仿真对比结果表明采用该方法的系统动态响应性能表现更佳。

摘要： 针对光伏新能源电力系统的调频困难问题,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,实现对光、火、储两区域互联电力系统的负荷频率控制。首先,将储能电池引入混合电力系统中,建立光伏、火电及储能电池的两区域互联电力系统的负荷频率控制模型,并设计出含滤波系数的双积分反馈PID控制器;然后,引入方向改变因子改进天牛须搜索算法,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,用于优化含滤波系数的双积分反馈PID控制器参数。最后,通过数值仿真,仿真结果表明,本文所提的控制策略在对于频率偏差、区域控制偏差和联络线功率偏差等方面的控制效果、抗扰动能力,优于粒子群优化算法、天牛须搜索算法和含滤波系数的双积分PID控制器。

摘要： 在电力系统自动发电控制中,存在发电机变化率约束(Generation Rate Constraints,GRC),对控制策略是很大的挑战,因为GRC将显著影响系统的动态响应,并导致过大的超调量和较长的调节时间.模型预测控制策略能系统地考虑输入约束、状态约束和输出约束,因此将其应用于负荷频率控制当中来处理GRC问题.该方法应用于两区域互联再热电力系统当中.仿真结果表明提出的约束预测控制算法具有很好的动态特性.

摘要： 针对电力市场背景下的两区域互联系统负荷频率控制(LFC)的非线性、参数的不确定和纯迟延特性的问题，提出了一种基于模糊RBF神经网络的自适应控制器。利用RBF神经网络进行自学习、修正与完善模糊规则，改善其动态性能。用MATLAB与LABVIEW软件相结合进行仿真，其仿真结果表明该方法具有较强的自适应和自学习能力，即使对复杂的非线性系统也能取得良好的控制效果。

摘要： 随着风电的迅猛发展，风电并网将带来的问题越来越受到重视。本文主要探讨大规模风电并网后对于电力系统负荷频率控制(LFC)的影响。首先介绍了传统的电力系统LFC；然后，探讨大规模风电并网后对于电网LFC的影响；最后，分析风电场参与电网LFC的动态模型，并进行仿真研究，说明风电场在一定条件下可以参与电网LFC，而且控制效果会得到改善。

摘要： 本文基于互联电力系统负荷频率控制(LFC),对粒子群算法的计算过程进行改进,给出了一种用改进的粒子群优化算法优化PI控制器参数的方法,同时针对单区域和两区域互联电力系统的不同指标要求,分别进行优化设计.仿真结果显示其性能明显优于遗传算法优化的PI控制器。

摘要： 本文针对自动发电控制(AGC)中的负荷频率控制(LFC),对粒子群算法的计算过程进行了改进,提出了一种能有效的协调粒子群算法的优化精度和优化速度的方法,即动态改变粒子数目.该方法基于粒子群算法对于粒子数目的相对不敏感,可以在不影响精度的前提下大幅度提高优化速度,节约计算时间,适应予优化对象较复杂的情况.并针对单区域和两区域互联电力系统的不同指标要求,给出了用改进的粒子群优化算法优化PI控制器参数的方法,分别进行优化设计.仿真结果显示,其性能明显优于遗传算法优化的PI控制器.

摘要： 电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务.但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制的调度.基于此,本文对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估.进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,并分别以单区域和双区域互联系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果.仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效的减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性.

摘要： 电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务.但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制的调度.基于此,本文对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估.进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,并分别以单区域和双区域互联系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果.仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效的减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性.

摘要： 电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务.但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制的调度.基于此,本文对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估.进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,并分别以单区域和双区域互联系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果.仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效的减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性.

摘要： 电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务.但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制的调度.基于此,本文对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估.进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,并分别以单区域和双区域互联系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果.仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效的减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性.

摘要： 电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务.但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制的调度.基于此,本文对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估.进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,并分别以单区域和双区域互联系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果.仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效的减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性.

摘要： 本发明提供了一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法及系统，该方法包括：基于温控负荷的物理模型构建电力系统的温控负荷聚合模型，展开分析和运算按照设定的控制策略进而建立多区域互联的负荷频率控制系统模型，确定电力系统的负荷频率控制策略。采用本发明的控制方案，将需求侧温控负荷应用于调频中，能够充分发挥温控负荷资源的快速响应优势，且本发明基于多区域互联系统进行分析，运算分析时考虑了系统自身的干扰，还充分考虑了状态量对系统的影响，能够显著提高电力系统负荷频率控制的灵活性和精确性。

摘要： 本发明涉及一种基于分频控制的两域互联系统负荷频率控制方法，用以控制含风力发电机组、传统火力发电机组和电池储能系统的两域互联电力系统的负荷频率，包括以下步骤：1)根据传统火力发电机组、风力发电机组以及电池储能系统的数学模型构建两域互联电力系统；2)分别对于电池储能系统设计干扰观测器，对于传统火力发电机组设计滑模负荷频率控制器；3)采用基于滤波的ACE分频控制方法，对两域互联电力系统的负荷频率进行控制。与现有技术相比，本发明具有分频控制、响应快速、提高精度等优点。

摘要： 本发明提供了一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法及系统，该方法包括：基于温控负荷的物理模型构建电力系统的温控负荷聚合模型，展开分析和运算按照设定的控制策略进而建立多区域互联的负荷频率控制系统模型，确定电力系统的负荷频率控制策略。采用本发明的控制方案，将需求侧温控负荷应用于调频中，能够充分发挥温控负荷资源的快速响应优势，且本发明基于多区域互联系统进行分析，运算分析时考虑了系统自身的干扰，还充分考虑了状态量对系统的影响，能够显著提高电力系统负荷频率控制的灵活性和精确性。

摘要： 本发明公开了电力控制系统技术领域的一种电器级负荷频率控制系统的负荷自适应校正响应方法，主要通过校正三个关键的系统频率响应参数来实现频率控制偏差的感知，面对频率恢复过程中的源荷等不确定性影响，能够通过具备电器级控制功能的智能插座感知频率控制偏差，从而进行频率响应参数的自适应校正，最终实现秒级的电器级负荷自适应校正响应，本发明方法能够在插座级别上感知并完成自适应校正响应，能够提升负荷频率控制的精度，能够应对不确定性给负荷频率控制带来的影响，具备较强的鲁棒性，能够适用于一般性的频率控制场景，具有较强的实用性。

摘要： 本发明公开了一种变频率偏置系数的负荷频率控制方法。该方法通过分析高比例可再生能源电力系统中可再生能源出力不确定性变化对系统频率响应特性的影响，建立变频率偏置系数B的映射规则，并以此规则为基础，建立云规则发生器，实现由频率偏差Δf到频率偏置系数调整量ΔB的映射，进而可在频率控制过程中实时对频率偏置系数B进行适应性调整。在可再生能源出力发生较大扰动而导致区域系统频率响应特性改变时，通过该方法对频率偏置系数B进行实时调整，能够在充分发挥系统调频潜力的同时防止出现不稳定的控制行为，可明显改善高比例可再生能源接入后系统频率的动态品质，在一定程度上缓解了可再生能源出力不确定性对系统频率稳定的影响。

摘要： 本发明涉及电气控制技术领域，特别是涉及采用自适应高阶滑模控制的电力负荷频率控制方法，包括以下步骤：获取电力系统的频率偏差；确定第一输入量和第二输入量，其中，第一输入量为使得滑模轨迹到达滑模面，第二输入量为使得滑模轨迹保持在滑模面上；根据所述第一输入量和第二输入量确定控制信号。本发明与传统二阶滑模控制比较，可以显著减小系统的抖振性。

摘要： 本发明属于控制器技术领域，尤其为一种适用于多源互联电力系统负荷频率控制的改进型ID‑T控制器，通过设计改进的分数阶积分‑微分控制方法来改善互联电力系统的因高比例可再生能源接入以及多类型负荷波动所造成的频率与联络线功率波动，并通过AOA方法对控制参数进行优化整定，包括控制逻辑的构建和控制参数优化整定；本发明所设计的改进型分数阶积分‑微分控制器在含风电、光伏并网的两区域互联电力系统仿真平台上验证其有益效果。该仿真平台基于Simulink‑Matlab仿真程序搭建，本发明通过将所提ID‑T控制器应用效果与传统的TID、PID控制效果对比，突出其更好的控制性能。

摘要： 本发明公开了一种深度强化学习与PI控制结合的负荷频率控制方法，包括以下步骤：S1、构建深度强化学习控制器，包括Actor网络、Critic网络、Actor目标网络和Critic目标网络；S2、将频率信息通过信号处理器处理为状态信号并分别输入Actor网络和Actor目标网络；S3、Actor网络根据策略选取一个动作，输入电力系统和Critic网络，计算奖励信息并分别输入Actor网络和Actor目标网络；S4、更新状态价值，计算动作价值，计算Crtic网络的误差，计算Crtic网络的梯度，计算Actor网络的梯度；S5、比较Actor网络和Actor目标网络的参数、以及Critic网络和Critic目标网络的参数是否相同，判断是否继续训练；S6、将PI控制器和深度强化学习控制器接入电力系统，将频率变化量与设定值相比较，选取控制器对发电机调速器进行控制。

摘要： 本发明公开了一种电力系统负荷频率控制稳定分析和控制器设计方法，该方法包括步骤1：建立考虑时变时滞特性的负荷频率控制离散化状态空间模型，通过模型转换得到输出反馈的标准形式；步骤2：采用时滞依赖的多求和不等式构造L‑K泛函，提出一种具有低保守性时变时滞稳定分析判据；步骤3：利用变量替换方法处理非线性项，推导时滞相关输出反馈镇定判据；步骤4：求解二次调频控制器参数，对比验证所设计控制器效果。本发明提供的考虑时变时滞的电力系统负荷频率控制稳定分析和控制器设计方法，不仅可以计算时滞稳定裕度，具有较低的保守性，而且所设计控制器能够有效抑制系统频率振荡，使系统具有时滞稳定。

摘要： 本发明提供一种DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的安全控制方法，所述方法包括建立基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；引入未知周期DoS攻击，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；引入弹性事件触发机制，建立DoS攻击下基于马尔可夫跳变模型和事件触发机制的多机电力系统负荷频率控制系统的数学模型；求解触发矩阵及控制增益矩阵；建立DoS攻击下多机电力系统的控制器。保证系统平稳安全运行的同时也减少了冗余信号的传输量，减轻了通信网络的传输压力，节省了有限的网络带宽资源。