[发明专利]一种基于分频控制的两域互联系统负荷频率控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及两域互联系统频率控制领域，尤其是涉及一种基于分频控制的两域互联系统负荷频率控制方法。

背景技术

经济发展与资源环境的矛盾，是中国现代化建设中需要长期面对的重大挑战。风力发电作为最具规模化发展潜力的新能源，为中国以及世界带来了新的曙光。然而，受天气和气候的影响，风电输出功率具有波动性和不确定性。因此，大规模风力发电接入电网对电力系统稳定运行提出更高的要求。

自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)是维持电力系统有功平衡和频率稳定的重要方式。AGC控制的传统火电机组响应时滞长、爬坡速率低、不能精确跟踪控制指令^[2]。此外，风力发电大规模并网，不仅增加了发电侧的功率波动，而且降低了整个电力系统的响应惯性。因此，随着风能渗透率的提高，优化系统频率成为目前研究的热点。

近年来，随着储能系统技术的发展和成本的降低，大规模的储能系统接入电网运行。与传统火电机组相比，电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)具有响应速度快、短时功率吞吐能力强和控制灵活等特点，可在电力系统负荷频率控制(Load Frequency Control，LFC)中发挥重要作用。An assessment of the impact of wind generation on system frequency control中提出了一种基于模糊控制的电池储能系统辅助AGC调频方法，即根据系统运行状态调节BESS输出功率，辅助火电机组改善电网的动态调频性能。计及电动汽车充放电静态频率特性的负荷频率控制中建立了计及电动汽车的充放电静态频率特性的LFC模型，提出了在系统负荷扰动发生时，对电动汽车充放电进行协调控制的策略。风储联合调频下的电力系统频率特性分析提出了利用储能的柔性控制，弥补风电机组自身惯性控制时间短和变桨控制响应慢的不足，提高了电力系统频率稳定性。A frequency control method by wind farm&battery using load estimation in isolated power system为减小系统频率波动的影响引入了BESS，并基于负荷估计提出了对BESS和风电场的控制方法。通过以上分析可知，储能系统是一种有效的调频手段，与传统发电机组相结合可充分发挥各自的调频特性。

在实际电力系统中，新能源输出功率和电力系统自身负荷的波动导致了电力系统的稳定运行点和参数在小范围内不断地变化，从而降低了系统负荷频率控制的精度和速度。滑模控制算法对系统参数摄动和外界干扰具有不敏感性，因此可用来提高电力系统负荷频率的鲁棒性。Optimal sliding mode controller for power system’s load-frequency control将滑模控制算法应用到互联电力系统负荷频率控制问题中，通过积分准则计算合适的参数以提高系统的鲁棒性。The sliding mode frequency control for hybrid power system based on disturbance observer基于滑模算法和干扰观测器针对单域电力系统提出了负荷频率控制策略。Decentralized sliding mode load frequency control for multi-area power systems针对多域互联电力系统设计了分散滑模负荷频率控制器，并考虑了参数不确定性和发电率约束。现代电网频率控制应用技术分别针对含有火电机组和水电机组的区域设计了全状态滑模控制器，为保证全状态反馈提出了基于快速输出采样的状态估计方法。以上文献证明滑模控制算法具有良好的控制性能，可有效提高电力系统的稳定性。

现有技术在考虑储能系统参与系统频率调节时，没有针对传统火电机组设计精确控制方案，一般都采取传统的积分控制或PI控制。此外，在储能系统的控制信号中，现有技术并未考虑将系统有功干扰的观测值的高频分量作为储能系统的控制信号。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分频控制、响应快速、提高精度的基于分频控制的两域互联系统负荷频率控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于分频控制的两域互联系统负荷频率控制方法，用以控制含风力发电机组、传统火力发电机组和电池储能系统的两域互联电力系统的负荷频率，包括以下步骤：