最优动态闭环控制：提升水火电互联电网频率控制的策略

本研究论文深入探讨了现代互联电力系统中的自动发电控制问题，特别关注的是含有水电和再热式火电机组的大电网。作者首先构建了一个两区域互联的自动发电控制状态空间数学模型，这是对电力系统运行状态的精确数学描述，能够全面反映系统内部的动态行为。 在传统的自动发电控制策略中，比例积分（PI）控制方式虽然简单易实现，但由于其固有的动态性能限制，如超调和响应时间较长，无法满足复杂互联大电网对频率控制快速、准确的要求。为了解决这一问题，论文引入了最优动态闭环控制理论，这是一种基于最优化控制的策略，旨在提高系统的动态性能和稳定性。 相比于全状态反馈控制，最优动态闭环控制方法降低了系统内部的耦合性，使得控制更为精细且针对性更强。它不仅关注关键状态的实时监控，还考虑了系统动态特性的需求，具有更好的实用性和可操作性。此外，与传统的PI控制策略相比，最优动态闭环控制更注重全动态视角，对于处理复杂互联电力系统的动态变化更具优势。 论文指出，尽管文献中已有研究尝试将现代控制理论应用于自动发电控制，如通过状态空间模型进行最优控制，但这些方法往往涉及所有状态变量的线性组合，导致控制系统复杂度高且难以实时获取所有状态信息。为克服这一局限，本文提出的新方法针对特定的动态性能指标进行优化，只关注少数关键状态变量，从而实现了控制策略的有效简化，提高了控制策略在实际应用中的实用性和效率。 通过仿真分析，论文验证了基于最优动态闭环控制的自动发电控制策略的有效性和优越性，这表明该方法在应对互联电力系统频率波动和保持系统稳定性方面展现出了显著的优势。这项研究为互联电力系统的动态控制提供了一种创新而实用的解决方案，对于提升电力系统的安全稳定运行具有重要意义。