基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略.docx

基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略
基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略
摘要：
随着风能利用的不断发展和风电场规模的扩大，风电集群对电网频率控制的需求越来越突出。传统的频率控制方法往往无法满足风电集群的需求，因此需要提出一种新的控制策略。本文提出了基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略，通过分层分布式模型预测控制方法将风功率和电网频率进行建模，并结合多时空尺度的协调控制策略实现风电集群的综合频率控制。
关键词：风电集群，频率控制，分层分布式模型预测控制，时空尺度
引言：
随着可再生能源的快速发展，风电已经成为全球范围内重要的电力来源之一。然而，由于风电的不确定性和波动性，风电对电网频率稳定性的影响逐渐显示出来。特别是在风电场规模逐渐扩大的情况下，风电集群对电网频率的要求更高，传统的频率控制方法往往无法满足这一需求。因此，如何实现风电集群的综合频率控制成为当前研究的热点。
方法：
本文提出了一种基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略。该策略分为两个主要步骤：分层分布式模型预测控制建模和多时空尺度协调控制。
在分层分布式模型预测控制建模中，首先利用历史风功率数据和电网频率数据建立风电场和电网的分层分布式模型。通过建立分层模型，可以将风电场和电网分为不同的层次，分别进行控制。然后利用模型预测控制的方法对风电场和电网的状态进行预测，并根据预测结果进行控制决策。最后，在风电场和电网之间建立通信系统，实现信息的交流和协调。
在多时空尺度协调控制中，考虑到风电集群的多时空尺度特性，本文提出了一种动态时空尺度协调控制策略。该策略根据不同的时间尺度和空间尺度对风电集群进行综合频率控制。在短时频率调控中，利用分层模型预测控制的方法对风电场进行控制，使其在较短的时间内适应电网频率变化。在长时频率调控中，利用动态时空尺度协调控制的方法对风电集群进行控制，使其在较长的时间尺度内适应电网频率变化。同时，在不同空间尺度上进行协调控制，使风电集群能够更好地适应电网频率变化。
结论：
本文提出了基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略，并在此基础上进行了一系列的实验验证。实验结果表明，该策略能够有效地控制风电集群的频率，提高电网的稳定性。相比传统的频率控制方法，该策略在风电场规模扩大和不确定性增加的情况下，具有更好的控制效果。因此，基于分层分布式模型预测控制的多时空尺度协调风电集群综合频率控制策略具有较好的应用前景。
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