负荷频率控制系统的鲁棒分析及抗扰设计.doc

负荷频率控制系统的鲁棒分析及抗扰设计负荷频率控制是保证电力系统稳定运行的重要措施。随着电力系统网络复杂性的不断增加,特别是市场环境下解除管制后电力市场的发展,负荷频率控制鲁棒性能和抗扰性能显得更为重要。本文针对负荷频率控制系统的结构特性,提出分析分散负荷频率控制下系统稳定及鲁棒性分析方法,并提出采用自抗扰控制方案提高负荷频率控制系统的抗扰能力。主要研究内容包括:1.针对多区域负荷频率控制系统的结构特征,提出分散负荷频率控制下闭环系统稳定性分析方法,并将闭环系统鲁棒性分析分解成两部分:局域系统参数鲁棒性分析和联络线网络拓扑鲁棒性分析。该方案减小了系统鲁棒性分析的复杂性,可以揭示联络线网络拓扑对系统稳定性的影响,为互联电力系统网络建设提供参考。2.针对负荷频率控制系统的抗扰性能,提出采用自抗扰控制,利用自抗扰控制的在线扰动估计功能,提高系统抗扰能力。对负荷频率控制系统的自抗扰控制阶数及参数进行了分析,并对不同发电机组的电力系统提出参数整定方法。针对负荷频率控制系统存在的发电速率约束问题,提出了针对自抗扰控制结构的抗饱和补偿方案。仿真表明,自抗扰控制参数整定简单,性能强于普通PID控制器,在负荷频率控制中具有较大应用价值。3.分析了电力市场环境下的负荷频率控制系统结构,表明市场环境下合同负荷相当于在普通环境下增加了多处扰动,从而市场环境下负荷频率控制系统需要具有更强的抗扰性能。分析了电力市场环境下分散负荷频率控制系统的稳定性,结果表明:合同负荷并不能改变普通环境下系统的稳定性,因此市场环境下仍可以采用普通环境下的控制器设计方法,自抗扰控制是市场环境下负荷频率控制设计的有效手段。