基于模糊控制理论的两区域互联电网AGC的研究

现代电网是高维数、大动态的互联系统,结构上分布广阔、功能上联系紧密,有非线性、不确定性以及时变性的特征。自动发电控制(Automation Generation control,AGC)是维持系统频率和联络线交换功率的一项重要的手段。近年来,随着我国工业水平的现代化和经济的不断发展,在用电负荷提高的同时,电网所受的不平稳的冲击性因素也在逐渐增强,同时,伴随着新能源的推广使用,各种分布式电源的并网规模日益扩大,随机式和间歇式的电源大大增加了电网的波动幅度,这些因素的出现对AGC系统的控制性能提出了更高的要求。本文首先介绍了自动发电控制的基本原理,接着比较分析了单区域下的三种AGC控制方式。在此基础上,针对互联电网的运行模式,进一步分析了区域间六种组合控制策略的特点,并对每种策略的适用场合做出详细推导说明。然后结合CPS标准设计了一种参数自整定的模糊控制方案,应用到AGC系统中。对自动发电控制中各个能量传递环节进行了建模,在MATLAB环境下搭建了两区域的互联电力系统模型,并运用参数自整定的模糊控制策略。从三个方面与经典PI控制做了仿真对比,分析验证了该方法对负荷频率控制的性能有所提升。文中对模糊控制的调节误差做出了解释,在不增加模糊控制规则的前提下,尝试从变论域的角度改善控制器的性能。设计了一种新型的论域伸缩因子来简化计算,为了协调CPS考核与机组动作间的矛盾,对模糊控制规则进行了相应的改进,以寻求一种较“松弛”的控制。在MATLAB仿真结果中得出,采用变论域模糊控制器时,AGC系统的稳态频率误差小,调节时间短,从而验证了这种控制方法的优越性和实用性。