一种目标函数在线优化水-光发电系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种目标函数在线优化的水

【技术实现步骤摘要】
一种目标函数在线优化水
‑
光发电系统的控制方法


[0001]本专利技术属于发电系统控制
，涉及一种目标函数在线优化的水
‑
光发电系统控制方法
。

技术介绍

[0002]水
‑
光发电系统是水电机组与光伏联合发电模式，是目前新能源利用中常用的模式，由水
、
光互补出力给用户发电，水电机组的大范围和快速调节特性可以弥补光伏的间歇性
、
波动性
。
在这一类发电系统中，水轮发电机组作为水
‑
光独立发电系统中的主要功率输出和调频设备，通过调节光伏功率波动来维持系统功率供需平衡，使得系统频率稳定，因此对水电机组调节单元的稳定性
、
快速性和频繁启动的要求更高
。
水轮发电机输出功率的调节通过调速器实现，目前大多数水轮机调速器采用
PID
控制，但是水
‑
光发电系统中光伏发电的输出功率容易受到光照和温度的影响，其输出具有随机性和波动性；另外，实际运行中水轮机工况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种目标函数在线优化的水
‑
光发电系统控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.
基于水
‑
光发电系统模型，建立水
‑
光发电系统控制器的预测模型；
S2.
通过预测模型预测水
‑
光发电系统的控制量，引入系统代价函数和预测误差补偿修正预测的控制量；
S3.
采用二次规划方法优化求解最优控制序列，选取序列的第一个分量作为水
‑
光发电系统控制器的输出
。2.
根据权利要求1所述的一种目标函数在线优化的水
‑
光发电系统控制方法，其特征在于：所述水
‑
光发电系统非线性模型如下：式中，
δ
为发电机转子角度，
ω
为机组转速偏差值，
m
t
为力矩偏差相对值，
y
为导叶开度偏差值，
u
表示控制器的输出信号；
T
ab
为发电机组的惯性时间常数，
T
w
为水流惯性时间常数，
T
y
表示接力器时间常数；电气角速度基准值
ω
b
＝2π
f0，
E'
q
为发电机位于
q
轴上的暂态电动势，
V
s
为电网母线电压，
X'
d
Σ
、X
q
Σ
分别为
d
轴和
q
轴的电抗总和，
D
为与发电机阻尼绕组电阻成正比的阻尼系数，
e
qh
为水轮机流量对水头传递系数，
e
qy
为水轮机流量对导叶开度传递系数，
e
h
为水轮机力矩对水头传递系数，
e
y
为水轮机力矩对导叶开度传递系数，
3.
根据权利要求1所述的一种目标函数在线优化的水
‑
光发电系统控制方法，其特征在于：所述控制器的预测模型建立步骤如下：
S1
‑
1.
将水
‑
光发电系统非线性模型记作式中
x
为状态变量，
x
＝
[
δ ω m
t y]
T
，
u
为控制器输出；
S1
‑
2.
在稳态点
(x0,u0)
把上式展开成泰勒级数得下式：系统稳态点
x0＝
[0 0 0 0]
T
，
u0＝0，
f(x0,u0)
＝
[0 0 0 0]
T
，得到即把水
‑
光发电系统非线性模型线性化为连续时间状态空间模型：式中
S1
‑
3.
考虑线性离散时间系统的状态空间模型如下：
x(k+1)
＝
A
d
x(k)+B
d
u(k)
式中
k
表示时刻，
x(k)
表示
k
时刻的状态变量，
x(k+1)
表示
k+1
时刻的状态变量，
u(k)
表
示
k
时刻的控制器输出，将上式作为控制器的预测模型；离散时间系统的状态空间模型与连续时间状态空间模型之间有如下的转化关系：离散时间系统的状态空间模型与连续时间状态空间模型之间有如下的转化关系：其中
T
s
是系统采样时间，
τ
为时间常数
。4.
根据权利要求1所述的一种目标函数在线优化水
‑
光发电系统的控制方法，其特征在于：所述步骤
S2
具体步骤如下：
S2
‑
1.
采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晶，龙艳，陈冬强，吴超，倪骁，杨起，张淦源，曾云，
申请(专利权)人：南方电网调峰调频发电有限公司鲁布革水力发电厂，
类型：发明
国别省市：