引入频率偏差反馈控制电压实现有功调节的闭环控制方法

摘要

本发明涉及一种引入频率偏差反馈控制电压实现有功调节的闭环控制方法，以及闭环控制方法中最优反馈增益参数的求取方法。该方法针对孤立电网有功调节能力不足和整流负荷特殊的负荷特性的特点，提出通过调节负荷母线电压的方法调节负荷功率，并通过将频率偏差引入到励磁调节器作为反馈输入，从而实现了基于频率信息的电压闭环控制方法。通过WAMS系统在线辨识系统故障后存在的不平衡功率，基于负荷特性和电压灵敏度方法，并考虑发电机组的一次调频能力，在线求出WAMS电压闭环控制最优反馈增益参数。通过RTDS仿真，验证了本发明所提的参数求取方法和引入频率偏差反馈控制电压实现有功调节的闭环控制方法的有效性。

主权项

一种引入频率偏差反馈控制电压实现有功调节的闭环控制方法，其特征是包括以下步骤：步骤1、利用广域测量系统实时监测系统受到的功率扰动大小和系统的热备用容量大小，计算二者差值从而得到系统存在的不平衡功率ΔP，所述不平衡功率ΔP的计算公式为：ΔP＝P_step‑P_reserve其中，ΔP表示系统的不平衡功率，P_step为系统受到的功率扰动值，P_reserve为系统的旋转备用；步骤2、按照铝厂负荷的容量的比例将测量出来的系统不平衡功率ΔP进行合理分配，具体方法是：定义孤立电网有i个负荷点，按照该分配规则计算出这i个负荷点分别需要降低的负荷量，然后利用IEEE负荷建模工作组推荐的整流负荷的模型参数计算出各个负荷点的母线电压的电压调整量；IEEE负荷建模工作组推荐的整流负荷的数学模型基于以下公式：其中，P_N、U_N、f_N分别为整流负荷节点的额定功率、电压、频率，P、U、f分别为整流负荷节点的实际功率、电压、频率；各个负荷点的母线电压的电压调整量计算公式如下：其中，ΔU_Li表示第i个整流负荷的电压调整量，U_前、U_后分别表示调整前后的第i个整流负荷的电压，P_前、P_后分别表示调整前后的第i个整流负荷的功率；步骤3、利用电压灵敏度分析的方法求取系统的电压灵敏度矩阵和电气距离矩阵，从而得出负荷节点电压变化量和发电机端电压变化量之间的关系；然后结合步骤2中求出的各个负荷节点的母线电压降低值，得到出各个火电机组的机端电压的电压调整量；步骤4、利用火电机组剩余的有功调节容量和火电机组的单位调节功率计算出系统的频率偏差，然后利用步骤3计算出来的各个火电机组机端电压的电压调整量计算出各台火电机组励磁系统的频率偏差反馈环节的增益参数；步骤5、利用步骤4所确定的各台火电机组励磁系统的频率偏差反馈环节的增益参数值，将频率偏差反馈作为励磁系统励磁参考电压环节的输入，进行实现频率‑电压协调控制。