[发明专利]基于系统串联补偿的跨区域电网调度AGC方法

说明书

本发明公开了在跨区域电网调度情况下的一种基于系统串联补偿的自动发电控制(AGC)方法。由于传统模型预测控制(MPC)在复杂电力市场环境下不能达到很好的控制效果，通过在原系统上串联一个补偿环节，以改变系统结构，并通过改变补偿环节各个参数，使MPC控制器适合于经济调度的复杂AGC系统。在此基础上，根据电力市场环境下，配电厂(DISCOS)与发电厂(GENCOS)签订供电合同的两种控制需求为例对所提方法进行验证。MATLAB仿真表明，增加补偿环节后的控制模式相比于传统MPC具备更好的控制效果。

技术领域

本发明属于自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)控制技术 领域，涉及到一种在电力市场环境下基于系统补偿的跨区域电网调度AGC方法。

背景技术

电力行业由以往垄断的经营模式转变为现在开放的电力市场模式给工业用 电和居民用电提供了更多的选择和更好的服务。但开放的电力市场环境，使AGC 过程更加重要，对AGC的二次调频功能的要求也越来越大，所以对其控制方式 的研究成为AGC研究的重要方向。常规的比例积分(PI)控制器仍然是AGC 系统控制的主流，虽然传统的PI控制器比较简单且容易应用到AGC系统中，但 是这种控制方式的控制机理简单，随着电网复杂程度的增加，容易造成系统超调 过高，产生频率振荡。有一种改进的将PI控制融入最优控制的控制策略，但这 些方法需要状态变量反馈，在复杂电力系统中使用较为困难。有一种滑块控制方 式，即使电网参数变化也能使系统基本保持稳定，但该方法需要对系统参数的变 化进行实时跟踪。利用遗传算法优化比例积分微分(PID)控制参数的方法，优 化后的AGC系统更安全可靠；基于分数阶PID控制的AGC系统，验证了分数 阶PID控制器比传统PID控制器有更好的鲁棒性和自适应性；自模糊自整定PID 控制策略在互联AGC系统中有更好的控制性能。但通过分析不难发现，基于PID 的复合控制方式机理较为复杂，对于存在系统不稳定性的复杂系统来说不便于在 线实施。

模型预测控制(MPC)近几十年都被成功地应用于工业控制当中，MPC是 一种基于模型的闭环优化控制策略是一种新型的计算机控制技术，可以预测未来 的动态模型，能不断优化控制作用和误差的反馈矫正。研究表明MPC控制比其 它控制方式具有更好的控制性能和鲁棒性，能适用于非线性与不确定性的AGC 系统。

电力市场的开放使跨区域电网调度AGC更加复杂。随着我国社会经济形势 的变化，电力市场的运营方式也随之演变。在传统的计划经济模式下，AGC机 组所进行频率调整只是出于确保电力系统运行稳定的目的而受到了足够的重视， 没有从经济的角度去考虑。而开放式的电力市场建立后，厂网逐渐分离，电厂通 过报价参与市场竞争，争取以最高的成交价以及最低的运行成本多发电。这些运 营特性也使得AGC机组系统越趋复杂，同时也对AGC调度策略和控制策略提 出了更高的要求。

发明内容

针对上述问题，在跨区域电网调度下，考虑到MPC控制针对不同系统的控 制效果不同，为实现更优的控制效果，本发明提出在常规MPC控制系统基础上， 增加一个补偿环节的控制策略，改变自动发电控制系统(AGC)的结构，应用 于三区域互联电网AGC系统中。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于系统串联补偿的跨区域电网调度AGC方法，其特征在于，所述方法包 括如下步骤：

步骤1：在区域互联电网AGC系统中串联一个补偿环节使每 个区域在控制器后多一个环节以改变区域互联AGC的系统结构，通过改变补偿 环节a、b、c、d参数值，使得MPC控制器更适用于改变后的系统；

步骤2：电网有功功率和负荷的有功功率不平衡时产生频率偏差作为AGC 系统的输入；