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随机干扰下含大规模风电场接入的复杂电力系统负荷频率鲁棒控制

批准号:
61673398
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
刘芳
依托单位:
学科分类:
控制理论与技术
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
Denis Sidorov、刘子建、肖登峰、马俊杰、张文丹、刘子豪、李然然、雷茜

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
本项目针对风电功率输出不确定性给复杂电力系统频率安全稳定及负荷频率控制带来的严峻挑战,基于等价输入干扰补偿原理,提出一种能够主动响应风电功率随机波动与负荷随机扰动的电力系统负荷频率鲁棒控制方法。考虑不同类型风电机组的运行与控制特性,建立含大规模风电场的复杂电力系统负荷频率控制模型;从理论上揭示复杂电力系统频率波动机理及风电机组参与负荷频率控制的工作机制;研究一种基于新型泛函和积分不等式的稳定性判别方法,揭示出不同控制区域间的交互影响;提出随机干扰主动抑制型复杂电力系统负荷频率鲁棒控制方法,将风电功率随机波动及负荷随机扰动的干扰抑制效果量化为等价输入干扰估计器内部状态和参数变化的约束条件,实现负荷频率控制系统的抗干扰鲁棒设计。研究成果将开辟电力系统频率稳定与负荷频率控制的新领域,对大规模风电场的安全高效并网及智能电网的可靠与经济运行具有重要的科学意义。
英文摘要
The uncertainty of wind power output brings challenges of complex power systems security and load frequency control (LFC). Based on the principle of equivalent input disturbance compensation, this proposal investigates a new active disturbance suppression compensation robust control approach for LFC, which can achieve the effective suppression for random disturbances of wind power fluctuations and load perturbation. The LFC model of complex power systems integrated with large-scale wind farm is established by considering the characteristics of different types of wind turbine. The mechanisms of frequency fluctuation as well as the action mechanism of the wind turbines participations in load frequency regulation are revealed in theory. A new stability analysis method is proposed by constructing a new Lyapunov functional and using Jensen’s integral inequality, and the interaction influences among different control loops are analyzed. A robust control approach for LFC is proposed based on an equivalent input disturbance method, which has good robustness and ability of anti-disturbance since the random disturbances of wind power fluctuations and load perturbation are successfully transformed into the constraints of internal states and parameters variability of equivalent input disturbance estimator. The research results of this project have significant science meanings for the power system frequency stability and LFC as well as the grid integration of large-scale wind farms and the reliability of the development of smart grids.
针对风电功率输出不确定性给复杂电力系统频率安全稳定及负荷频率控制带来的严峻挑战,对含风电场接入的电力系统负荷频率控制策略进行研究,旨在提高风力供电可靠性,增强含风电的电力系统安全稳定运行的能力。本项目紧密围绕“随机干扰下含大规模风电场接入的复杂电力系统负荷频率鲁棒控制”这一主课题进行系统与深入的研究工作,主要包括含大规模风电场接入的复杂电力系统频率波动与频率控制的机理研究、随机扰动下含风电场接入的复杂电网负荷频率主动抑制原理研究、含风电场接入的复杂电力系统负荷频率控制系统的鲁棒设计三个方面的研究内容。首先,对复杂电力系统频率波动的机理以及风电机组参与电网负荷频率控制的工作机制进行分析,建立了计及风电接入的复杂电力系统多输入多输出模型。其次,研究了一种基于新型泛函和积分不等式的稳定性判别方法,揭示出不同控制区域间的交互影响。最后,提出了随机干扰主动抑制型复杂电力系统负荷频率鲁棒控制方法,将风电功率随机波动及负荷随机扰动的干扰抑制效果量化为等价输入干扰估计器内部状态和参数变化的约束条件,实现了负荷频率控制系统的抗干扰鲁棒设计,保障了含风电场接入的复杂电力系统稳定与经济运行。本项目在含大规风电长接入的电力系统负荷频率控制方面取得的一系列成果对于大规模风电场的安全高效并网及智能电网的可靠与经济运行,提高系统的电能质量,具有重要科学意义与指导意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Robust LFC Strategy for Wind Integrated Time-Delay Power System Using EID Compensation
使用 EID 补偿的风电集成时滞电力系统的鲁棒 LFC 策略
DOI: 10.3390/en12173223
发表时间: 2019-08
期刊: ENERGIES
影响因子: 3.2
作者: [Liu Fang, Zhang Kailiang, Zou Runmin]
通讯作者: Zou Runmin
Equivalent input disturbance-based robust LFC strategy for power system with wind farms
基于等效输入扰动的风电场电力系统鲁棒LFC策略
DOI: 10.1049/iet-gtd.2017.1901
发表时间: 2018-03
期刊: IET Generation Transmission & Distribution
影响因子: 2.5
作者: [Liu Fang, Ma Junjie]
通讯作者: Ma Junjie
DOI: 10.6113/jpe.2018.18.2.547
发表时间: 2018-03
期刊: Journal of Power Electronics
影响因子: 1.4
作者: [Peng Yanjian, Li Yong, Liu Fang, Xu Zhiwei, Cao Yijia]
通讯作者: Cao Yijia
New Stability Analysis Results for Linear System with Two Additive Time-Varying Delay Components
具有两个可加时变延迟分量的线性系统的新稳定性分析结果
DOI: 10.1155/2020/1745758
发表时间: 2020-04
期刊: Complexity
影响因子: 2.3
作者: [Liu Haitao, Liu Fang]
通讯作者: Liu Fang
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    新型配电系统信息物理融合建模与协同控制方法
    • 批准号:
      2024JJ3033
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2024
    • 负责人:
      刘芳
    • 依托单位:
    数据驱动的新型电力系统多维度动态特征分析与趋势预测方法
    • 批准号:
      62373373
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      刘芳
    • 依托单位:
    新能源电力系统鲁棒控制
    • 批准号:
      2020JJ2045
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      刘芳
    • 依托单位:
    含新能源发电接入的复杂电网宽频带振荡在线辨识与阻尼控制
    • 批准号:
      61973318
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      63.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      刘芳
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金