[发明专利]一种多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法

说明书

本发明公开了一种多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法，包括建立电路系统数学模型，离散化分析，二次数据分析及负荷控制。本发明较传统的电力系统控制方法，首次提出了解决多区域互联电力系统LFC的无模型自适应控制方法，且该方法不需要任何电力系统的模型信息，也不需要测量任何系统的状态信号，同时具有良好控制性能及一定鲁棒性，独立性好，抗外部因素干扰能力及抗故障能力好，同时在控制过程中数据驱动控制算法结构简单，计算量小且计算精度高，从而极大的提高了电力系统负荷功率控制作业的精度、可靠性、自动化及智能化。

技术领域

本发明属于机器人控制方法及技术，具体涉及一种多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法。

背景技术

频率负荷控制已在电力系统中有效应用多年。它的基本目标是恢复每个控制区域的负荷和发电量之间的平衡。负荷频率控制(LFC)已在电力系统中得到了多年的广泛应用。LFC的目标是使系统频率和区域间的功率交换保持在预定值。在过去的几十年里，人们提出了许多不同的策略来解决LFC问题，如PI控制、状态反馈控制、最优控制、自适应控制、滑模控制和模糊控制。然而，这些基于模型的方法需要精确的电力系统模型信息。同时，控制增益的可行解需要进行矩阵不等式计算，这会带来很高的实时性。近年来，基于强化学习和自适应动态规划的电力系统LFC方法很少被提出。这些方法在负载频率控制器的设计中不需要电力系统的模型信息。然而，设计需要建立一个多层神经网络，而神经网络的建立需要大量的样本数据和复杂的训练过程，难以有效满足实际使用的需要。

因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法，以满足实际工作的需要。

发明内容

本发明提供一种多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法，以解决背景技术存在的问题。

为实现以上技术目的，本发明提供以下技术方案：

一种多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制方法，包括以下步骤：

S1，建立电路系统数学模型，根据传统多区域电力系统的数学模型构建互联电力系统，建立三区域电力系统数学模型；

S2，离散化分析，根据电力系统的实际运行状态，对连续时间状态空间模型进行离散化，并设定一个采样周期，根据欧拉近似法建立系统的离散化模型；

S3，二次数据分析，根据S2步骤设定的三区域电力系统的离散化模型，采用动态线性化技术对其进行线性化处理，得到适用于控制器设计的等价的线性模型；

S4，负荷控制，根据S3步骤得到的线性模型，通过对控制输入准则函数和参数估计准则函数极小化，设计多区域电力系统的无模型自适应负荷频率控制器，从而实现得到基于S1三区域电力系统数学模型为基础的独立于系统模型信息的力系统的负荷频率控制函数。

进一步的，所述S1步骤中构建三区域电力系统数学模型时：

首先，设第i个区域的负荷频率控制数学模型为：

然后，定义x_i(t)＝[Δf_i(t) ΔP_tie-i(t) ΔP_mi(t) ΔP_gi(t)]^T为电力系统的状态向量，y_t(t)＝ACE_i(t)为系统的输出向量。并且定义u_i(t)＝ΔP_ci(t)为系统的控制输入变量，为扰动向量，即可得到三区域电力系统数学模型变形函数，具体函数表达式为：

其中：C_i＝[β_i 1 0 0],