LADRC在负荷频率控制中的抗扰补偿策略及其应用

本文主要探讨了负荷频率控制系统的线性自抗扰控制（Linear Active Disturbance Rejection Control, LADRC）的应用。作者首先通过一个仿真实例分析了二阶和三阶LADRC在单区域电力系统中的控制性能。结果显示，尽管二阶LADRC在基本的负荷频率控制中表现出良好的稳定性，但在实际应用中，特别是面对发电速率约束（Generation Rate Constraint, GRC）时，其存在一定的局限性。GRC反映了电力系统中由于发电机速率调整的物理限制而产生的挑战，它要求控制器能够处理这种动态约束条件。 针对这个问题，本文提出了一个抗GRC补偿方案。该方案的核心思想是将汽轮机理论输出与实际输出之间的误差作为扰动输入，通过扩张状态观测器进行实时估计。这种设计允许LADRC快速响应并补偿误差，有效地防止了由于积分饱和带来的控制性能下降。通过这种方式，LADRC能够在保持高精度的同时，适应发电速率的限制。 接下来，研究者将LADRC的设计方法扩展到了包含再热汽轮机和水轮机的复杂电力系统，以及多区域电力系统中。实验结果证明，LADRC作为一种模型无关的通用控制架构，其优点在于所需的整定参数相对较少，从而提高了系统的抗干扰能力和鲁棒性，优于传统的Proportional-Integral-Derivative (PID) 控制策略。 本文的主要贡献在于提出了一种有效的LADRC方法来应对电力系统中负荷频率控制的挑战，并通过仿真验证了其在各种复杂电力系统中的优越性能。因此，LADRC有潜力成为未来负荷频率控制系统中的重要控制手段，为电力系统的稳定运行提供了有力的支持。