含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制的自抗擾設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)今，風(fēng)能是應(yīng)對全球能源危機(jī)最為主要的可再生能源之一。近年來隨著風(fēng)電技術(shù)和規(guī)模的不斷發(fā)展，風(fēng)電場在電力系統(tǒng)中所占比例逐步增大，但由于風(fēng)電輸出功率具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，其大規(guī)模并網(wǎng)會(huì)引起電力系統(tǒng)頻率的波動(dòng)，從而降低電力系統(tǒng)的頻率控制能力。為保證電力系統(tǒng)的安全性和頻率穩(wěn)定性，針對大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定問題進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)能適應(yīng)并抑制系統(tǒng)輸出頻率波動(dòng)的負(fù)荷頻率控制器是十分必要的。
　　線性自抗擾控制器(LADRC)結(jié)構(gòu)簡單、

2、不依賴精確數(shù)學(xué)模型和具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，但僅用帶寬法進(jìn)行整定，控制器的控制性能會(huì)受到限制。本文在針對含大規(guī)模風(fēng)電的電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率波動(dòng)的LADRC結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方面，為提高其抗干擾控制性能，考慮將過程的復(fù)雜動(dòng)態(tài)加入到LADRC控制結(jié)構(gòu)中，利用被控對象已知的信息，設(shè)計(jì)了改進(jìn)型的LADRC控制策略，提出了實(shí)際可行的能克服風(fēng)電場負(fù)荷波動(dòng)的頻率控制方案。
　　方案一將風(fēng)電負(fù)荷視為負(fù)荷頻率控制系統(tǒng)的隨機(jī)干擾。利用線性二次型高斯最優(yōu)控制(L

3、QG)對隨機(jī)干擾抑制效果好的優(yōu)點(diǎn)，提出LQG-LADRC兩步法控制器設(shè)計(jì)方案。該方案首先根據(jù)被控對象模型設(shè)計(jì)了LQG，其次在不改變干擾抑制性能的前提下把設(shè)計(jì)好的LQG轉(zhuǎn)換成LADRC，使得LADRC可以完全實(shí)現(xiàn)LQG的抗干擾性能。這種改進(jìn)方法可以更好地估計(jì)擾動(dòng)，能夠更加充分地利用LQG和LADRC各自的優(yōu)點(diǎn)，使得LADRC控制器抑制隨機(jī)干擾的能力進(jìn)一步得到提高。
　　方案二將風(fēng)電負(fù)荷視為負(fù)荷頻率控制系統(tǒng)的不確定擾動(dòng)。利用干擾觀測器

4、(DOB)對不確定干擾控制效果好的優(yōu)點(diǎn)，本文提出了一種DOB-LADRC兩步法控制器設(shè)計(jì)方案。該方案首先設(shè)計(jì)了一個(gè)基于DOB的兩自由度控制系統(tǒng)，其次在不改變干擾抑制性能的前提下把設(shè)計(jì)好基于DOB的控制器轉(zhuǎn)換成LADRC，使得LADRC可以完全實(shí)現(xiàn)DOB的抗干擾性能。這種改進(jìn)方案優(yōu)化了含不確定干擾的負(fù)荷頻率系統(tǒng)控制性能，使得風(fēng)電場引起的負(fù)荷頻率波動(dòng)最小化，達(dá)到更好的控制品質(zhì)。
　　最后，本文建立了風(fēng)力機(jī)和電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率模型，針對電