含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)負荷頻率控制的自抗擾設計.pdf

1、現(xiàn)今，風能是應對全球能源危機最為主要的可再生能源之一。近年來隨著風電技術和規(guī)模的不斷發(fā)展，風電場在電力系統(tǒng)中所占比例逐步增大，但由于風電輸出功率具有隨機性和波動性，其大規(guī)模并網(wǎng)會引起電力系統(tǒng)頻率的波動，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)模風電機組并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定問題進行研究并設計能適應并抑制系統(tǒng)輸出頻率波動的負荷頻率控制器是十分必要的。
　　線性自抗擾控制器(LADRC)結構簡單、

2、不依賴精確數(shù)學模型和具有較強的適應性和魯棒性，但僅用帶寬法進行整定，控制器的控制性能會受到限制。本文在針對含大規(guī)模風電的電力系統(tǒng)負荷頻率波動的LADRC結構和設計方面，為提高其抗干擾控制性能，考慮將過程的復雜動態(tài)加入到LADRC控制結構中，利用被控對象已知的信息，設計了改進型的LADRC控制策略，提出了實際可行的能克服風電場負荷波動的頻率控制方案。
　　方案一將風電負荷視為負荷頻率控制系統(tǒng)的隨機干擾。利用線性二次型高斯最優(yōu)控制(L

3、QG)對隨機干擾抑制效果好的優(yōu)點，提出LQG-LADRC兩步法控制器設計方案。該方案首先根據(jù)被控對象模型設計了LQG，其次在不改變干擾抑制性能的前提下把設計好的LQG轉換成LADRC，使得LADRC可以完全實現(xiàn)LQG的抗干擾性能。這種改進方法可以更好地估計擾動，能夠更加充分地利用LQG和LADRC各自的優(yōu)點，使得LADRC控制器抑制隨機干擾的能力進一步得到提高。
　　方案二將風電負荷視為負荷頻率控制系統(tǒng)的不確定擾動。利用干擾觀測器

4、(DOB)對不確定干擾控制效果好的優(yōu)點，本文提出了一種DOB-LADRC兩步法控制器設計方案。該方案首先設計了一個基于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計好基于DOB的控制器轉換成LADRC，使得LADRC可以完全實現(xiàn)DOB的抗干擾性能。這種改進方案優(yōu)化了含不確定干擾的負荷頻率系統(tǒng)控制性能，使得風電場引起的負荷頻率波動最小化，達到更好的控制品質。
　　最后，本文建立了風力機和電力系統(tǒng)負荷頻率模型，針對電