多区域不确定电力系统负荷频率控制方法、系统及设备

技术特征：

1.一种多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：获取多区域电力系统当前时刻的运行状态参数；

s2：根据多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，通过式(1)的控制触发函数确定多区域电力系统的控制更新时刻，具体的，当控制触发函数值γ≥0时，当前时刻为多区域电力系统的控制更新时刻：

其中，为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界，||·||f为矩阵的f范数，k为控制器增益，ε为测量误差，为对系统状态的采样，x为系统状态，α为正常数，δ为系统不确定性的下确界，β为符号函数的二范数，φ为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界，为大于零的常数，为衰减系数，t为当前时刻，p为李雅普诺夫矩阵，p＞0，为多区域电力系统的系统矩阵，为多区域电力系统的输入矩阵，ψ为大于零的常数，i为单位矩阵；

s3：根据多区域电力系统控制更新时刻的运行状态参数，通过式(2)的控制方程得到电力系统控制信号u：

其中，sign(·)为数学符号函数，

s4：通过电力系统控制信号控制多区域电力系统负荷频率。

2.根据权利要求1所述的多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述运行状态参数包括：多区域电力系统内各区域电力系统的运行状态参数；各区域电力系统的运行状态参数包括：区域电力系统的功率输出变化量、转子角导数变化量、积分控制变化量、频率变化量以及调速阀位置变化量。

3.根据权利要求1所述的多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述多区域电力系统的系统矩阵通过如下方式得到：

通过式(3)得到多区域电力系统的系统矩阵

其中，(·)'表示，为i区域电力系统的时间常数，为i区域电力系统涡轮机的时间常数，为i区域电力系统调速器的时间常数，为i区域电力系统偏频因子，为i区域电力系统积分控制因子，ri为i区域电力系统调速系数，为i区域电力系统增益，ksij为i区域电力系统的和j区域电力系统的互联增益，n为区域电力系统总个数。

4.根据权利要求3所述的多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述多区域电力系统的输入矩阵通过如下方式得到：

通过式(4)得到多区域电力系统的输入矩阵

其中，带'的符号表示未带有不确定性的参数。

5.根据权利要求4所述的多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，所述多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界φ和多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界通过如下方式确定：

通过式(5)和式(6)确定多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界φ和多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界

其中，φij为故障系数，i表示第i个电力系统，n为系统个数；j表示ui的第j个元素，mi为ui中的元素个数。

6.一种多区域不确定电力系统负荷频率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：获取当前时刻多区域电力系统的运行状态参数；

s2：根据多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，通过式(7)的控制触发函数确定多区域电力系统的控制更新时刻，具体的，当控制触发函数值γ≥0时，当前时刻为多区域电力系统的控制更新时刻：

其中，为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界，为矩阵k的f范数，k为控制器增益，为ε的f范数，为测量误差，为的二范数，为对系统状态的采样，x为系统状态，φ为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界，为大于零的常数，为衰减系数，t为当前时刻，p为李雅普诺夫矩阵，p＞0，为多区域电力系统的系统矩阵，为多区域电力系统的输入矩阵，ψ为大于零的常数，i为单位矩阵；

s3：根据控制更新时刻多区域电力系统的运行状态参数，通过式(8)的控制方程得到电力系统控制信号u：

s4：通过电力系统控制信号控制多区域电力系统负荷频率。

7.一种多区域不确定电力系统负荷频率控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取多区域电力系统当前时刻的运行状态参数；

控制更新时刻确定模块，用于根据多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，通过式(1)的控制触发函数确定多区域电力系统的控制更新时刻，具体的，当控制触发函数值γ≥0时，当前时刻为多区域电力系统的控制更新时刻：

其中，为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界，下标f表示为矩阵的f范数，k为控制器增益，ε为测量误差，为对系统状态的采样，x为系统状态，α为正常数，δ为系统不确定性的下确界，β为符号函数的二范数，φ为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界，为为大于零的常数，为衰减系数，t为当前时刻，p为李雅普诺夫矩阵，p＞0，为多区域电力系统的系统矩阵，为多区域电力系统的输入矩阵，ψ为大于零的常数，i为单位矩阵；

控制信号确定模块，用于根据多区域电力系统控制更新时刻的运行状态参数，通过式(2)的得到电力系统控制信号u：

其中，sign(·)为数学符号函数，

控制模块，用于通过电力系统控制信号控制多区域电力系统负荷频率。

8.一种多区域不确定电力系统负荷频率控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取当前时刻多区域电力系统的运行状态参数；

控制更新时刻确定模块，用于根据多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，通过式(7)的控制触发函数确定多区域电力系统的控制更新时刻，具体的，当控制触发函数值γ≥0时，当前时刻为多区域电力系统的控制更新时刻：

其中，为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数上界，||·||f为矩阵的f范数，k为控制器增益，ε为测量误差，为对系统状态的采样，x为系统状态，α为正常数，δ为系统不确定性的下确界，β为符号函数的二范数，φ为多区域电力系统控制器故障模型的故障系数下界，为为大于零的常数，为衰减系数，t为当前时刻，p为李雅普诺夫矩阵，p＞0，为多区域电力系统的系统矩阵，为多区域电力系统的输入矩阵，ψ为大于零的常数，i为单位矩阵；

控制信号确定模块，用于根据多区域电力系统控制更新时刻的运行状态参数，通过式(2)的控制方程得到电力系统控制信号u：

控制模块，用于通过电力系统控制信号控制多区域电力系统负荷频率。

9.一种终端设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述多区域不确定电力系统负荷频率控制方法的步骤。

技术总结
本发明属于电力系统负荷频率控制领域，公开了一种多区域不确定电力系统负荷频率控制方法、系统及设备，包括：获取多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，根据多区域电力系统当前时刻的运行状态参数，通过预设的控制触发函数确定多区域电力系统的控制更新时刻，根据多区域电力系统控制更新时刻的运行状态参数，通过预设的控制方程得到电力系统控制信号，通过电力系统控制信号控制多区域电力系统负荷频率。多区域不确定电力系统负荷频率控制方法的控制触发函数，考虑了带有执行器故障的多区域电力系统的不确定性；其次，控制方程形式简单，实现起来更加方便、经济，能够使系统在保持稳定的情况下调节负荷频率，确保多区域电力系统安全经济运行。

技术研发人员：张萌;贺亮;范栩祯;吴卓睿;沈超;管晓宏
受保护的技术使用者：西安交通大学;武汉市工程科学技术研究院
技术研发日：2021.02.22
技术公布日：2021.07.30