一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法
【专利摘要】一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法，其特征包含以下步骤：①提取直流送端孤岛系统的实时频率值，确定频率偏差等级参数；②计算直流送端孤岛系统的实时频率变化率值；③采用模糊控制方法，确定调整频率偏差等级参数；④确定修正实时频率偏差等级参数；⑤确定直流功率的实时调制量；⑥确定实时直流功率值。本发明引入频率偏差等级概念，针对频率变化率的变化，采用模糊控制方法，能够对频率波动作出预判，具有出色的时效性和调控精确性，具有工程使用价值。
【专利说明】一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统频率稳定控制方法，特别涉及一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法，属于电力系统稳定性控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]直流孤岛运行是电力系统运行的一种特殊形式，它是在电网规划初期形成或者由交直流并列输电系统解列后形成。直流送端孤岛系统自身网架结构单薄，维持频率稳定性能力弱，系统频率变化剧烈，如果控制措施不当，极可能出现大面积停电事故。由于直流送端孤岛系统与主电网之间仅依靠直流输电线路相联系，因此如何利用直流输电功率的快速可控性对直流送端孤岛系统进行有效的调节和控制就是急需解决的重要问题之一。因此研究直流送端孤岛系统频率的控制方法具有显著的现实意义。
[0003]目前，直流送端孤岛系统频率控制方法总体上讲，研究成果较少。在云广直流送端孤岛系统的频率控制分析中曾出现过一种控制方式，其频率控制原理简单概括为:将频率控制功能设定上、下限值(50±0.2Hz或50±0.5Hz)。当实际频率超过(或低于)定义的上限(或下限)时，自动投入相对应的控制器，逐渐增加(或减少)功率调制量直到上限值(或下限值)。如果在调制量上升或下降过程中，频率恢复到限制值，则控制器的输出保持此时的调制量；如果频率已恢复到定义的频率范围内，则控制器会按定义的速率减少功率调制量直到调制量为O。
[0004]这种方法现阶段主要存在三个问题:一是频率上、下限值的不易确定，频率限值的范围应与频率波动的大小正相关，而实际系统中频率的的变化具有很大的不确定性，无法保证频率限值与频率的波动程度的匹配程度；二是该方法的判断条件单一，把握系统的频率变化情况的时效性较差，降低了系统频率稳定性控制的效率，延缓了稳控措施的实施，对于提高系统的稳定性和可靠性效果不明显；三是该方法的控制措施较简单，在频率波动剧烈的情况不能保证频率的控制效果，缺乏后续应急频率控制措施。基于上述原因，这种方法应用在工程上不能最大限度地保证频率控制稳定性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可靠的直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法。本发明采用的方法是把直流送端孤岛系统频率的控制问题，通过对频率偏差等级和频率变化率进行模糊控制，依靠直流输电功率的快速可控性来确定直流输电功率的大小，以此来控制孤岛系统的频率。本发明采用的方法，能够更有效和可靠地控制直流送端孤岛系统的频率稳定性，具有工程使用价值。
[0006]本发明的特点和现有技术上述方法的根本区别是:(I)基于频率偏离基准值的大小，把频率的偏差程度分为不同等级，依据等级的高低进行相应的功率控制(2)引入频率变化率作为判断条件，对频率偏差等级做出预判，提高了调控效率和频率稳定性。(3)采用模糊控制对频率偏差等级的界定给出了最佳判断，达到功率调控的精确性目的。[0007]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
1、一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法，其特征是按以下步骤进行:
步骤I)提取直流送端孤岛系统的实时频率值，确定频率偏差等级参数
α ；
所述的初始频率偏差等级参数At是指:以50.0Hz为基准，0.1Hz为一个偏差值，从
50.0Hz到51.0Hz之间分成10段，每一段为一个级别区间，每个级别区间分别对应正I级至
正10级，相应地频率偏差等级参数α为I至10 ;同样从50.0Hz到49.0Hz之间分成10段，
每一段为一个级别区间，每个级别区间分别对应负I级至负10级，相应地频率偏差等级参
数O!为-1至-10 ;当频率稳定在50Hz时，Cf =0 ;
步骤2)计算直流送端孤岛系统的实时频率变化率值；
所述的实时频率变化率是指，系统频率随时间变化的快慢；
步骤3)采用模糊控制方法，确定调整频率偏差等级参数P ；
所述的调整频率偏差 等级是指:频率变化率的值的大小决定着频率偏差等级变化的可能性的大小；当频率变化率达到设定的条件时，则认为频率级别变化的可能性提高，此时立即相应地调整频率偏差级别，属于预判行为；
所述的调整频率偏差等级参数β是指:设定频率变化率限定值依据实时频率
变化率值Fd与频率变化率上限定值的比例关系确定的数值即为调整频率偏差等级参数β，即为:
β =/ ^KAI⑴
所述的采用模糊控制方法是指:频率偏差等级的最终值需要频率偏差等级和频率变化率两者共同确定；但是频率偏差等级在正负四级之内时，表明系统频率波动情况较稳定，对变更频率偏差等级的期望较低；当频率偏差等级达到正负四到八级之间时，表明系统频率波动情况较差，此时应迅速实施控制措施，对变更频率偏差等级的期望较高；当频率偏差等级接近正负八级之上的极限时，频率偏差等级提升空间较小，对变更频率偏差等级的期望较低。频率变化率值的大小与频率偏差等级无关，但却与频率偏差等级的调整变化情况有关。因此频率偏差等级变化情况的判断条件模糊；
本发明采用的模糊控制方法按以下步骤进行:
(1:定义初始频率偏差等级参数α所有可能值组成的模糊集合Α。其数学模为:
^ =eX}(2)风这)为模糊集合A的隶属函数，X为论域(-10≤X≤10，X e Z)。
;f:模糊集合A隶属函数μ4(α)的数学表达式为:
【权利要求】
1.一种直流送端孤岛系统频率的模糊控制方法，其特征是按以下步骤进行: 步骤I)提取直流送端孤岛系统的实时频率值，确定频率偏差等级参数a ； 所述的初始频率偏差等级参数a是指:以50.0Hz为基准，0.1Hz为一个偏差值，从，50.0Hz到51.0Hz之间分成10段，每一段为一个级别区间，每个级别区间分别对应正I级至正10级，相应地频率偏差等级参数a为I至10 ;同样从50.0Hz到49.0Hz之间分成10段，每一段为一个级别区间，每个级别区间分别对应负I级至负10级，相应地频率偏差等级参数λ为-1至-10 ;当频率稳定在50Hz时，λ =0 ; 步骤2)计算直流送端孤岛系统的实时频率变化率值； 所述的实时频率变化率是指，系统频率随时间变化的快慢； 步骤3)采用模糊控制方法，确定调整频率偏差等级参数P ； 所述的调整频率偏差等级是指:频率变化率的值的大小决定着频率偏差等级变化的可能性的大小；当频率变化率达到设定的条件时，则认为频率级别变化的可能性提高，此时立即相应地调整频率偏差级别，属于预判行为； 所述的调整频率偏差等级参数β是指:设定频率变化率限定值依据实时频率变化率值1?与频率变化率上限定值^^@的比例关系确定的数值即为调整频率偏差等级参数β，即为:
【文档编号】H02J1/00GK103855705SQ201210498214
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】叶鹏, 袁林, 何柳, 武智慧, 张开 申请人:沈阳工业大学