[发明专利]一种考虑通信网络优化的多区域电力系统分布式调频方法

说明书

一种考虑通信网络优化的多区域电力系统分布式调频方法，该方法包括以下步骤：S1、构建描述多区域电力系统的通信网络的拉普拉斯矩阵；S2、构建多区域电力系统分布式调频模型；S3、构建通信网络优化模型，并求解得到最优通信网络的拉普拉斯矩阵，然后将最优通信网络的拉普拉斯矩阵输入多区域电力系统分布式调频模型。本发明将通信网络优化问题转化为在各项约束条件下的多目标优化问题，采用量子粒子群算法求解优化模型，获得所需的通信网络，最终将通信网络参数输入调频模型，即可完成对多区域电力系统分布式调频方法的优化，提高了频率控制性能。

技术领域

本发明涉及电网电力系统调频领域，尤其涉及一种考虑通信网络优化的多区域电力系统分布式调频方法。

背景技术

电力系统的频率调节已成为智能电网运行控制的主要挑战之一。一般而言，大型电力系统由多个区域组成，每个区域通过联络线与其他相邻区域相连。在多区域电力系统中，通过联络线进行的电力交换使得频率调节更加复杂，因而多区域电力系统的频率控制近年来引起了人们的广泛关注。传统PI控制首先被用于解决电力系统的频率调节问题，然而，传统PI控制器存在结构固定和参数恒定等特点，可能无法为电力系统各类运行条件提供优越的性能。对于大多数控制方案而言，电力系统频率调节还有另一种分类方式，即集中式方案和分布式方案。一般来说，分布式方案比集中式方案更实用，因为它只使用局部区域状态信息来衰减频率偏差。虽然分布式控制方案在调频性能方面具有一定优势，但是少有研究者关注通信网络对多区域电力系统调频性能的影响，使得现有频率控制性能较差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的频率控制性能差的缺陷与问题，提供一种频率控制性能好的考虑通信网络优化的多区域电力系统分布式调频方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种考虑通信网络优化的多区域电力系统分布式调频方法，该方法包括以下步骤：

S1、构建描述多区域电力系统的通信网络的拉普拉斯矩阵；

S2、构建多区域电力系统分布式调频模型；

S3、构建通信网络优化模型，并求解得到最优通信网络的拉普拉斯矩阵，然后将最优通信网络的拉普拉斯矩阵输入多区域电力系统分布式调频模型。

步骤S1中，假设通信网络有个节点和条通信链路，则通信网络线节点关联矩阵为：

式中，、、都为节点，第条链路的方向是从节点到节点；

通信网络的拉普拉斯矩阵为：

。

步骤S2中，多区域电力系统第个区域的调频模型为：

式中，为第个区域时刻频率偏差，为时间增量，为第个区域电力系统增益，为第个区域电力系统的时间常数，为第个区域时刻功率输出偏差，为第个区域负载扰动的向量，为通过传输线与第个区域有联系的区域集合，为区域之间的物理互连增益，为第个区域时刻转子角偏差，为第个区域时刻转子角偏差，为第个区域涡轮的时间常数，为第个区域时刻调速阀位置偏差，为第个区域调速器的时间常数，为第个区域时刻控制向量，为第个区域时刻积分控制偏差，为第个区域调速系数，为第个区域积分控制增益，为第个区域频率偏置因子，为通过通信线路与第个区域有联系的区域集合，为区域之间的网络互联增益；

多区域电力系统第个区域的调频模型可表示为：