多区互联电力系统负荷频率的约束GPC优化控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种多区互联电力系统负荷频率的约束GPC优化控制方法，通过小信号机理分析建模方法和Z变换建立多区互联电力系统负荷频率的受控自回归积分滑动平均模型，采用约束广义预测控制作为控制方法，将系统预测输出与参考轨迹之间误差的平方值、控制器输出增量的平方值和控制输出的平方值这三者的加权值作为优化目标函数，并设计一种高效的自适应进化优化求解器实现约束GPC的在线滚动优化，实时更新系统各个变量从而实现负荷频率优化控制。采用本发明专利技术可实现多区互联电力系统负荷频率优化控制效果，相比现有技术具有更优良的稳态性能和动态性能以及更健壮的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域智能控制技术，特别涉及一种多区互联电力系统负荷频率的约束GPC(GeneralizedPredictiveControl，广义预测控制)优化控制方法。
技术介绍
现代电力系统的一个重要特征就是分层分区互联运行，负荷频率控制是保证多区互联电力系统稳定性的一项重要措施。多区互联电力系统负荷频率控制的基本原理是将频率和联络线交换功率组成的区域控制偏差作为控制信号，通过设计有效的控制策略实现发电机组有功功率快速且精准地跟踪系统的负荷变化。因此，如何设计有效的负荷频率控制策略保证多区互联电力系统稳定性和鲁棒性具有重要的工程应用价值。目前，多区互联电力系统负荷频率控制的主流技术主要包括PID控制、滑模控制、模糊控制等，虽然在不同的系统结构和工况下都有不错的应用效果，但由于多区互联电力系统具有非线性、不确定性和复杂的约束条件，现有技术都难以完全满足在系统复杂工况和不确定性因素下的稳定运行要求和动态响应要求。因此，针对多区互联电力系统复杂约束条件和不确定性，如何设计有效的负荷频率控制方法已经成为多区互联电力系统领域的关键技术难题之一。广义预测控制(GeneralizedP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多区互联电力系统负荷频率的约束GPC优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)通过小信号机理分析建模方法建立多区互联电力系统负荷频率的状态空间模型：X·=AX+BU+EW---(1)]]>Y＝CX    (2)其中，状态变量X＝[X1,X2,…,Xn]，系统输入U＝[U1,U2,…,Un]，负荷扰动W＝[W1,W2,…,Wn]，系统输出Y＝[Y1,Y2,…,Yn]，n表示分区的数量，第i个状态向量为Xi＝[Δfi,ΔPmi,ΔPvi,ΔPti]T，Δfi表示第i个分区的频率偏差，ΔPmi表示第i个分区的发电功率偏差，ΔPvi表示第i个分区的调节阀位置偏差，ΔP...

【技术特征摘要】
1.一种多区互联电力系统负荷频率的约束GPC优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)通过小信号机理分析建模方法建立多区互联电力系统负荷频率的状态空间模型：X·=AX+BU+EW---(1)]]>Y＝CX(2)其中，状态变量X＝[X1,X2,…,Xn]，系统输入U＝[U1,U2,…,Un]，负荷扰动W＝[W1,W2,…,Wn]，系统输出Y＝[Y1,Y2,…,Yn]，n表示分区的数量，第i个状态向量为Xi＝[Δfi,ΔPmi,ΔPvi,ΔPti]T，Δfi表示第i个分区的频率偏差，ΔPmi表示第i个分区的发电功率偏差，ΔPvi表示第i个分区的调节阀位置偏差，ΔPti表示第i个分区的联络线功率偏差；第i个系统输入为Ui＝ΔPri，ΔPri表示第i个分区的负荷参考设定值；第i个负荷扰动为Wi＝ΔPLi，ΔPLi表示第i个分区的负荷扰动偏差；第i个系统输出为Yi＝ACEi＝β1iΔfi+β2iΔPti，ACEi表示第i个区域控制偏差，β1i和β2i分别表示第i个分区频率偏差和联络线功率偏差对应的权重系数；A、B、C、E分别表示多区互联电力系统的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和扰动矩阵，具体描述如下：其中，Di表示第i个分区发电机的负荷频率变化量比值系数，Mai表示第i个分区发电机组的总惯性时间系数，TGi表示第i个分区的调速器时间常数，TCHi表示第i个分区的汽轮机时间常数，Tij表示第i个分区和第j个分区之间联络线功率同步系数，Rfi表示第i个分区的发电机组的下垂系数。(2)通过Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国强，陆康迪，刘海洋，吴烈，谢晓青，戴瑜兴，李理敏，王环，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33