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专利号: 2020116405785
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双区域互联电力系统的负荷频率控制参数的处理方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1,建立分数阶PID控制器,所述分数阶PID控制器是基于分数阶比例积分控制器与分数阶比例微分控制器依次级联建立的控制器;

步骤2,基于所述分数阶PID控制器,建立双区域互联电力系统模型;

步骤3,基于所述双区域互联电力系统模型,对所述分数阶PID控制器参数进行优化,获得优化后的所述分数阶PID控制器参数;

步骤4,将优化后的所述分数阶PID控制器参数作为双区域互联电力系统的负荷频率控制参数;

其中,所述步骤1中,所述建立分数阶PID控制器包括:步骤1‑1,采用Oustaloup滤波算法构造连续滤波器;

设拟合频率段为 ,则连续滤波器的传递函数为:公式(1)中,s为拉氏变换域中的变量,K为增益,为连续滤波器的阶次,k为连续滤波器的阶次的初始值;

其中,连续滤波器的零点为 ,极点为 ,可由公式(2)计算得出:(2)

其中, ,为分数阶的阶次, 时,为微分运算, 时,为积分运算;为滤波器的阶次, 和 分别为拟合频率的上下限;

步骤1‑2,利用连续滤波器对区域控制偏差进行分数阶微积分处理;

步骤1‑3,将分数阶微积分处理后的区域控制偏差作为分数阶比例积分控制器的输入,将分数阶比例积分控制器的输出作为分数阶比例微分控制器的输入;

所述步骤2中,基于所述分数阶PID控制器,建立双区域互联电力系统模型包括:步骤2‑1,设置所述双区域互联电力系统模型中两个区域的区域控制偏差分别为:(3)

其中, 分别是两个区域的区域控制偏差, 、 分别为两个区域的频率偏差, 分别为两个区域的频率偏差因子, 为联络线功率偏差;

步骤2‑2,设置所述双区域互联电力系统模型中的所述分数阶PID控制器的输出信号为:(4)

其中, 和 分别是两个区域的控制器的输出信号, 为所述分数阶PID控制器的传递函数,其中,

( )(5)

其中, 为所述分数阶PID控制器输出的传递函数, 为所述分数阶PID控制器输入的传递函数, 、 分别为所述分数阶PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益,s为拉氏变换域中的变量,与 为所述分数阶PID控制器的积分阶次与微分阶次;

步骤2‑3,控制所述分数阶PID控制器的输出信号 和 ,以调整区域控制偏差和 至预设范围。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤3中,基于所述双区域互联电力系统模型,对所述分数阶PID控制器参数进行优化,获得优化后的所述分数阶PID控制器参数包括:步骤3‑1,设置模型的约束条件

所述约束条件包括分数阶比例积分控制器的比例增益的上下阈值、分数阶比例微分控制器的比例增益的上下阈值、分数阶PID控制器的积分增益的上下阈值、分数阶PID控制器的微分增益的上下阈值、分数阶PID控制器的积分阶次的上下阈值和分数阶PID控制器的微分增益的上下阈值;

其约束条件为:

(6)

其中, 为分数阶比例积分控制器的比例增益, 为分数阶比例微分控制器的比例增益, 、 分别为分数阶PID控制器的积分增益和微分增益,与 为分数阶PID控制器的积分阶次与微分阶次, 、 为 的上下阈值, 、 为 的上下阈值,是 的上下阈值, 是 的上下阈值, 是 的上下阈值,是 的上下阈值;

步骤3‑2,确定双区域互联电力系统模型的目标函数以双区域互联电力系统的性能参数指标 作为目标函数,其数学表达式具体如下:(7)

其中, 、 分别为两个区域的频率偏差, 为联络线功率偏差, 是仿真持续时间,是时间变量;

步骤3‑3,在满足约束条件的情况下,输出双区域互联电力系统模型的目标函数的最小值,确定优化后的所述分数阶PID控制器参数。