基于源荷特性的在线频率综合控制方法_3

文档序号:9600030阅读:来源:国知局
9] 第一轮采用初始频率变化率作为快速减载的启动判据,如当./;_> 1.5时需启动 快速减载(1. 5为整定的启动判据)。
[0100] 步骤S4、系统不平衡有功功率的计算;
[0101 ] 由WAMS系统测量计算出故障初始时刻的频率变化率后,根据发电机的转子运动 方程可计算出系统的不平衡功率:
[0103]
为电力系统全部发电机的额定功率总和,fN为电力系统的额定频 率,HqS交直流混联系统惯性中心的等效惯性时间常数。
[0104] 步骤S5、利用交直流混联系统中实际数据更新历史整定,进行动态修正UFLS整定 方案;
[0105] 目前,许多UFLS的应用中认为在频率下降过程中的频率变化率^是线性变化的, 即在故障后瞬间的频率变化率欠(K为常数),UFLS结束后的的线性过程。实际 上在UFLS动作的过程中,频率变化率是非线性减小的。每轮UFLS动作后,频率变化率都会 突变。因此,在每UFLS动作后都要更新系统的不平衡功率,再计算下一轮UFLS动作参数。 利用系统实际数据更新历史整定,过程如下:
[0106] 步骤S51、UFLS装置的初始化;
[0107] 计算出系统在扰动初始时刻的频率变化率j和有功功率缺额1^ d<。,在历史数 据库中匹配故障地点、系统有功功率缺额百分比。选择最符合的一组历史方案初始化UFLS装置。如下:
[0108]UFLS初始化方案:〈Α,Δ1^,At2,APshed,2;f3,At3,APshed,3;…〉
[0109] 假设P^"和j为频率下降到UFLS第n启动值时的有功功率缺额和频率变化 率,P^wn, +1和为频率下降到UFLS第η启动值后一个采样时刻的有功功率缺额和频 率变化率。
[0110] 步骤S52、建立模糊控制模型;
[0111] 本发明中将选取历史数据作为模糊控制系统的给定输入量,将电力系统实际测量 所得的数据作为实际输入量。并且假定初始功率缺额和初始频率变化率的误差作为最大误 差,即:
[0114] 令初始功率缺额的误差和下一采样时刻的功率缺额的误差的变化率作为最大误 差变化率:
[0116]同理:
[0118] 步骤S53、模糊域转化;
[0119] 分别求出频率变化率误差ef、频率变化率误差的变化率#、功率缺额误差ep、功率 缺额误差的变化率@。
[0120] 其中,频率变化率误差为:
[0122] 其中,频率变化率误差的变化率为:
[0124] 其中,功率缺额误差为:
[0125] θρ=Pdefin_P,def.n
[0126] 其中,功率缺额误差的变化率为:
[0128] 通过量化因子、f、K%f、、p、K%p分别将输入变量频率变化率误差、频率变化率误 差的变化率、功率缺额误差、功率缺额误差变化率模糊化,得出相应的模糊论域,分别计算 出Ef、ECf、Ep和ECp。如果某个输入量模糊化后超出了他的模糊论域,则取模糊论域内的边 界值作为他的模糊化后的值,其正负通过该值超出的方向决定。
[0129] 通过ef和^对控制量Δt(该轮UFLS动作延时)进行决策,确定Δt的精确模糊 论域值。通过对控制量Δρ(该轮UFLS的负荷切除量)进行决策,确定Δρ的精确 模糊论域值。如下:
[0132] 其中R为模糊推理规则,队和Uρ为控制量Δt和Δρ的模糊论域。然后再分别与 比例因子KAt、KAp相乘得出控制输出量的精确值At、ΔΡ:
[0133] At=KAtXUt
[0134] Δρ=KApXUp
[0135] 求出了控制量△t和△ρ的精确值后,可直接用于UFLS方案的修正,形成利用频 率控制过程中的电力系统参数的实时值来在线修正UFLS方案的在线和反馈的控制方法。
[0136] 步骤S6、利用模糊控制技术对低频减载策略进行在线控制;
[0137] 步骤S5之前都只是求出误差,然后将误差通过简单的代数关系对输出量进行控 制,输入量控制域将会对输出量造成影响,为了消除这种影响,将输入量、输出量的控制域 相互隔离,也为了对低频减载进行在线控制时控制系统更具智能化和更好的鲁棒性,本步 骤引入了模糊控制技术对低频减载方案进行在线控制,即采用在线控制方式,利用模糊算 法进行控制。
[0138] 通过ef和&对控制量Δt(该轮UFLS动作延时)进行决策,确定Δt的精确模糊 论域值。通过ejP^对控制量Δρ(该轮UFLS的负荷切除量)进行决策,确定Δρ的精确 模糊论域值。然后再分别与比例因子KAt、KAp相乘得出控制输出量的精确值At、Δρ。
[0139] 考虑切负荷有效性和经济性制定减载策略。具体如下:
[0140] a.考虑切负荷有效性和经济性,建立采用计及节点负荷的切除对频率恢复稳定的 有效度和节点单位切负荷的费用的目标函数
[0141]
[0142] 其中,a和b分别是节点负荷的切除对频率恢复的有效度和节点单位切负荷的费 用的权重,L为切除节点负荷的经济费用,货为点负荷切除对频率恢复的有效度
[0143] b.按F值的大小对负荷进行从大到小的排序,确定负荷切除顺序。
[0144] 在进一步地实施方式中,本发明公开的基于源荷特性的在线频率综合控制方法, 还包括下列准备步骤:
[0145] 步骤S01、建立自动频率控制子策略模型
[0146] 电力系统在正常运行时发电机组的功频静态特性曲线为Pjf),具体参照附图2所 示,负荷的静态频率特性曲线为PD(f),两者相交于点A,此时频率为fN。如果在某一时刻, 系统负荷突然增加了APM,此时负荷的静态频率特性曲线变为WD(f),如果电力系统中 的发电机组调速器未启动,发电机的出力仍保持为P?,则此时发电机组的功频静态特性曲 线与负荷的静态频率特性曲线相交于点1,此时系统频率下降为A。若调速器启动,增加了 △P,的功率,并且发电机的功频特性保持不变。则系统的稳定运行点变为点B,相应的频率 为f2。即:
[0147] Δf= -ΔPD0/K
[0148] 其中Δf=f2-fN为频率的偏移量,K为系统的频率调节效应系数,ΔPD。为负荷调 节效应产生负荷的增量。
[0149] 步骤S02、建立紧急发电控制和高压直流功率支援策略模型;
[0150] 电力系统在正常运行时,发电机组的频率静态特性曲线3与负荷的频率静态曲线 2相交,此时电力系统的频率为f。,当电力系统的负荷突然增加△PD。,负荷的频率静态特性 曲线变为曲线1。此时,若电力系统的发电机出力不变,则频率下降到A,若EAGC系统启动 并增加了发电机的出力,则发电机的频率静态曲线变为4,即
[0152] 其中K为系统的频率调节效应系数,ΔΡ,同步器调整使发电机增加的出力变化量, APD。为负荷调节效应产生负荷的增量。
[0153] 在交直流混联电力系统中,可通过区域间的紧急直流功率支援对故障区域进行功 率补偿,所采用的高压直流输电模型为:
[0155] 其中Pd&raf为期望的直流支援功率,Pd。为实际的高压直流功率,Td。为恒功率控制 常数。
[0156] 步骤S03、建立低频减载策略模型;
[0157] 该步骤包括以下几个步骤:
[0158] 步骤S031、选取频率变化率误差ef、频率变化率误差的变化率^、功率缺额误差 ep、功率缺额误差的变化率&的模糊量化后的档位为6,并求出相应的模糊量,如下:
[0160] 步骤S032、确定模糊决策规则如下:
[0161] 包括确定频率变化率误差ef与频率变化率误差的变化率@的决策过程以及对功 率缺额误差ep与功率缺额误差的变化率%的决策过程。
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