具有时滞不确定性的负荷频率控制系统.ppt

1、具有时滞不确定性的负荷频率控制系统,朱彦玮,1.研究背景,随着互联电力系统规模和复杂度的不断增加，基于就地反馈信号的控制器越来越难以保证互联电力系统的稳定性。信息处理和网络通信技术的迅猛发展和在电力系统的应用，给电力系统的监控提供了使用全局信息的可能。但通信网络所传输的信息不可避免地存在由于通信带来的延迟，这使传统的电力系统变成了时滞电力系统，它的存在降低了电力系统的稳定性甚至使其变得不稳定,2.网络化负荷频率控制系统,负荷频率控制需要通信网络将远端测量信息传输到控制中心并将相应的控制信息从控制中心发送到被选定的发电机控制端。随着现代电力系统的解除管制和电力市场的发展，传统的专用封闭的通信网络

2、越来越不能满足电力系统通信发展的需要，而开放型结构的通信网络能够很好地满足电力市场条件下的电力系统辅助服务的新要求，但是随着开放型的通信网络结构的引入，LFC中不可避免地存在固定和随机的通信延迟。在专用信息传输通道中存在固定时滞往往可以忽略或容易处理，而存在于开放型传输网络中的时变时滞却不能忽略也不容易处理。,目前，关于时滞LFC系统的主要研究集中在控制器的设计方面，而时滞LFC系统时滞稳定裕度方面的研究却涉及很少。为了稳定分析的需要，将负荷频率控制系统保持系统稳定所能容忍的最大时滞定义为时滞稳定裕度(Delay Margin，DM)。 将NCS引入到电力系统具有很深远的意义，引入网络之后，厂

3、站三次设备数据采集和控制命令的传输，由点对点的形式变为基于公共网络的综合形式，相关的信号和数据通过通讯网络进行传输和交换，避免了彼此间专线的敷设，而且可以实现资源共享、远程操作和控制，提高系统的诊断能力，方便安装与维护，并能有效的减少系统的重量和体积，增加电力系统的灵活性和可靠性。,在网络化的控制模式下，电力系统中的保护、控制、监视、计算等各种应用所需要的实时数据可以采用综合数据平台统一传输。网络化的发展将使获得全局信息的成本大为降低，传统LFC控制方式是基于封闭专线方式，这种方式下的通信延迟很小，对系统的稳定性影响基本可以忽略。在现代电力市场情况下，LFC控制信号需要与第三方的辅助服务信息通

4、过同一开放结构的通信网络平台综合传输，则必须考虑通信延迟对系统单地得到。电力系统的实时控制现在大多数由就地装置完成，在网络发展到足够快速以后，也可能由超级计算机在收集全局实时信息以后做出控制决策，从根本上改变电力系统二次系统的面貌。,3.带有时变时滞的负荷频率控制系统模型,在常规LFC电力系统模型的基础上，考虑时滞的影响，得出了多区域系统的时滞模型。 考虑带有通信时延的多区域电力系统负荷频率控制问题，对于多区域LFC系统，每个区域用一台等效的发电机组表示，每个区域的结构如下图所示,其中：,可知，包含n个控制区域的多区域电力系统中单个区域的动态模型可以表示为，状态空间表达式：,这里，f,Pt,Pg,(t),Ptie分别为频率偏差，发电机机械功率输出偏差，控制阀位置偏差，负荷偏差，联络线功率偏差。M,D,Tg，Tt分别为发电机转动惯量，阻尼系数，调速器时间常数，汽轮机时间常数。其中，Tij是i区域和j区域之间联络线同步系数。在多区域LFC系统中，在一个互联电力系统中，如果有两个或两个以上的独立控制的区域，除了频率控制外，还必须控制每个区域的发电量，以便维持区域间预定的功率交换。AC