为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控...为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系,针对水轮发电系统非最小相位特性,通过串加比例–微分（proportional-derivative,PD）控制方式降低系统阶次,设计尼科尔斯（Nichols）曲线的比例–积分–微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器。基于模型参数扰动和负荷干扰的仿真结果表明：尼科尔斯PID控制器能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差及ACE为0,具有良好的鲁棒性能和抗负荷干扰性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID调节器结果。展开更多
利用Lyapunov稳定性分析方法研究一类具有传输时滞的采样负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统的稳定性问题。首先,使用PI控制策略,建立时滞相关变量和时滞无关变量分离的采样LFC系统闭环模型。其次,基于闭环函数方法,构造一...利用Lyapunov稳定性分析方法研究一类具有传输时滞的采样负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统的稳定性问题。首先,使用PI控制策略,建立时滞相关变量和时滞无关变量分离的采样LFC系统闭环模型。其次,基于闭环函数方法,构造一个新的包含更多系统时滞和采样信息的增广闭环型Lyapunov泛函。再次,使用积分不等式估计Lyapunov泛函导数中的二次型积分项,获得一个低保性的时滞和采样周期相关稳定性新判据。最后,基于稳定判据讨论PI控制器参数与传输时滞或采样周期最大允许上界的关系,揭示传输时滞对采样周期最大允许上界以及对系统性能的影响,计算与仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。展开更多
随着新型电力系统中可再生能源渗透率的不断攀升,以及传统火电机组的比例持续下降,新型电力系统面临严峻的频率控制问题,而分布式电池储能系统BESS(battery energy storage system)可为解决上述问题提供有效途径。基于此,首先提出1种基...随着新型电力系统中可再生能源渗透率的不断攀升,以及传统火电机组的比例持续下降,新型电力系统面临严峻的频率控制问题,而分布式电池储能系统BESS(battery energy storage system)可为解决上述问题提供有效途径。基于此,首先提出1种基于稀疏通信网络的分布式BESSs鲁棒负载频率控制LFC(loadfrequency control)方法。接着,为了抑制与系统运行相关的不确定性,设计了双层模型预测控制以改善BESS的响应特性,从而提升LFC效果。所提方法可满足系统各种运行物理约束,以实现区域控制误差的最小化。然后,考虑通信延迟对BESS参与频率调节性能的影响,设计了1种模糊协调控制器件以协调BESS和传统发电机,可避免传统发电机在长延迟情况下误运行。最后,通过仿真实验对所提方案进行验证,结果表明在不同容量、额定功率、充放电系数、荷电状态和时间常数等参数下,分布式BESS中的响应能力和调频效果明显优于传统方法。展开更多
新型电力系统面临惯性降低、调频容量减少导致频率失稳风险上升的问题,需求侧响应(demand response,DR)作为灵活的调频技术,成为解决电力系统频率失稳的重要手段。首先,建立需求侧资源参与互联电力系统调频的频率稳定分析及负荷频率控制...新型电力系统面临惯性降低、调频容量减少导致频率失稳风险上升的问题,需求侧响应(demand response,DR)作为灵活的调频技术,成为解决电力系统频率失稳的重要手段。首先,建立需求侧资源参与互联电力系统调频的频率稳定分析及负荷频率控制(load frequency control,LFC)模型;其次,设计需求侧资源参与互联电力系统调频的分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)算法,推导DMPC控制DR参与互联电力系统调频的预测模型,进而设计互联电力系统DMPC的调频控制器;最后,仿真分析自动发电控制方式、DR方式、DR容量和DR通信延时对系统频率稳定性的影响。仿真算例表明,所设计的调频控制器具有良好的调频性能,DR能提升系统频率暂态稳定。展开更多
为了消除调速器死区非线性对系统的影响和保证系统稳定,针对存在调速器死区的负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统,采用了自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法,并通过描述函数法验证控制方法的有效性...为了消除调速器死区非线性对系统的影响和保证系统稳定,针对存在调速器死区的负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统,采用了自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法,并通过描述函数法验证控制方法的有效性。提出死区线性化方法,并采用了广义自抗扰控制(generalized active disturbance rejection control,GADRC)方法。为能有效地消除死区非线性,提出了一种误差补偿策略。仿真结果显示,提出的误差补偿策略能有效地消除死区非线性,保证了系统的控制性能。提出通过描述函数法获得补偿系数的取值范围也是可行。展开更多
在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安...在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安全性。为此建立了包含可再生能源及储能系统的LFC状态空间模型,并分析了FDIA对系统动态特性的影响。通过状态空间分解方法将攻击信号解耦为控制输入攻击和测量攻击,提高检测精度。基于滑模观测器设计攻击估计方法,实现对攻击信号的实时检测。进一步结合H∞控制理论,提出了抗攻击控制(attack-resilient control,ARC)策略,以增强系统在攻击环境下的鲁棒性。仿真算例表明:与传统方法相比攻击估计均方误差降低约30%,系统频率响应稳定性显著提升。结果表明,该方法能够有效检测FDIA并提高电力系统的安全性和抗干扰能力。展开更多
文摘为解决互联水电系统负荷频率控制（load frequencycontrol,LFC）问题,及保持互联电网系统频率、联络线功率及区域控制误差（area control error,ACE）的稳定,根据闭环系统谐振峰值与系统响应最大峰值之间的关系,构建一个与系统参数及控制器参数都相关的优化问题,通过该问题的求解获得控制器参数与系统参数之间的数学关系,针对水轮发电系统非最小相位特性,通过串加比例–微分（proportional-derivative,PD）控制方式降低系统阶次,设计尼科尔斯（Nichols）曲线的比例–积分–微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器。基于模型参数扰动和负荷干扰的仿真结果表明：尼科尔斯PID控制器能快速调整系统频率偏差、联络线功率偏差及ACE为0,具有良好的鲁棒性能和抗负荷干扰性能,系统过渡过程性能明显优于传统PID调节器结果。
文摘利用Lyapunov稳定性分析方法研究一类具有传输时滞的采样负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统的稳定性问题。首先,使用PI控制策略,建立时滞相关变量和时滞无关变量分离的采样LFC系统闭环模型。其次,基于闭环函数方法,构造一个新的包含更多系统时滞和采样信息的增广闭环型Lyapunov泛函。再次,使用积分不等式估计Lyapunov泛函导数中的二次型积分项,获得一个低保性的时滞和采样周期相关稳定性新判据。最后,基于稳定判据讨论PI控制器参数与传输时滞或采样周期最大允许上界的关系,揭示传输时滞对采样周期最大允许上界以及对系统性能的影响,计算与仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。
文摘随着新型电力系统中可再生能源渗透率的不断攀升,以及传统火电机组的比例持续下降,新型电力系统面临严峻的频率控制问题,而分布式电池储能系统BESS(battery energy storage system)可为解决上述问题提供有效途径。基于此,首先提出1种基于稀疏通信网络的分布式BESSs鲁棒负载频率控制LFC(loadfrequency control)方法。接着,为了抑制与系统运行相关的不确定性,设计了双层模型预测控制以改善BESS的响应特性,从而提升LFC效果。所提方法可满足系统各种运行物理约束,以实现区域控制误差的最小化。然后,考虑通信延迟对BESS参与频率调节性能的影响,设计了1种模糊协调控制器件以协调BESS和传统发电机,可避免传统发电机在长延迟情况下误运行。最后,通过仿真实验对所提方案进行验证,结果表明在不同容量、额定功率、充放电系数、荷电状态和时间常数等参数下,分布式BESS中的响应能力和调频效果明显优于传统方法。
文摘新型电力系统面临惯性降低、调频容量减少导致频率失稳风险上升的问题,需求侧响应(demand response,DR)作为灵活的调频技术,成为解决电力系统频率失稳的重要手段。首先,建立需求侧资源参与互联电力系统调频的频率稳定分析及负荷频率控制(load frequency control,LFC)模型;其次,设计需求侧资源参与互联电力系统调频的分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)算法,推导DMPC控制DR参与互联电力系统调频的预测模型,进而设计互联电力系统DMPC的调频控制器;最后,仿真分析自动发电控制方式、DR方式、DR容量和DR通信延时对系统频率稳定性的影响。仿真算例表明,所设计的调频控制器具有良好的调频性能,DR能提升系统频率暂态稳定。
文摘为了消除调速器死区非线性对系统的影响和保证系统稳定,针对存在调速器死区的负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统,采用了自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法,并通过描述函数法验证控制方法的有效性。提出死区线性化方法,并采用了广义自抗扰控制(generalized active disturbance rejection control,GADRC)方法。为能有效地消除死区非线性,提出了一种误差补偿策略。仿真结果显示,提出的误差补偿策略能有效地消除死区非线性,保证了系统的控制性能。提出通过描述函数法获得补偿系数的取值范围也是可行。
文摘在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安全性。为此建立了包含可再生能源及储能系统的LFC状态空间模型,并分析了FDIA对系统动态特性的影响。通过状态空间分解方法将攻击信号解耦为控制输入攻击和测量攻击,提高检测精度。基于滑模观测器设计攻击估计方法,实现对攻击信号的实时检测。进一步结合H∞控制理论,提出了抗攻击控制(attack-resilient control,ARC)策略,以增强系统在攻击环境下的鲁棒性。仿真算例表明:与传统方法相比攻击估计均方误差降低约30%,系统频率响应稳定性显著提升。结果表明,该方法能够有效检测FDIA并提高电力系统的安全性和抗干扰能力。
