风电火电整合系统次同步振荡的改进自抗扰控制策略

"本文主要探讨了在风火打捆外送系统中，由于大规模风电接入可能加剧火电机组次同步振荡的问题，并提出了一种基于改进遗传算法的自抗扰附加阻尼控制策略。该策略利用TLS-ESPRIT算法进行次同步振荡特性的辨识，选取合适的控制反馈信号，通过ITAE指标和极大极小值原理确定控制目标，然后应用改进遗传算法优化自抗扰控制器参数。在PSCAD仿真环境下，验证了该控制器在各种运行条件和故障情况下的有效性，显示出了良好的鲁棒性和控制效果。" 在风力发电与燃煤火电相结合的外送系统中，大规模风电并网可能导致次同步振荡问题加剧，这会对火电机组的安全稳定运行构成威胁。次同步振荡是指电力系统中发生在同步频率以下的机械或电气振荡现象，可能导致发电机的机械部件疲劳损伤。为了解决这个问题，本文提出了一个创新的解决方案——基于改进遗传算法的自抗扰附加阻尼控制。 首先，该方法运用TLS-ESPRIT（总体最小二乘法-旋转不变技术的信号参数估计）算法来识别系统的次同步振荡特性。TLS-ESPRIT是一种有效的参数估计方法，能准确获取系统在次同步频段内的各个振荡模式，从而帮助选择最合适的控制反馈信号。 其次，结合时间乘绝对误差积分准则（ITAE）和极大极小值原理，确定了被控系统的控制目标。ITAE是一种衡量控制性能的指标，它考虑了控制过程中累积的绝对误差，而极大极小值原理则确保了控制器在各种工况下的最优性能。 接下来，文章引入了改进遗传算法来优化多通道自抗扰控制器的参数。遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局优化工具，改进后的版本提高了参数搜索的效率和精度，使得控制器能够更好地适应系统的动态变化。 通过在PSCAD软件平台上建立的大规模风电测试系统模型，仿真结果验证了所提出的附加次同步阻尼控制器的有效性。无论是在不同运行方式还是在各种故障条件下，该控制器都能有效地抑制汽轮发电机的次同步振荡，展现出强大的鲁棒性。此外，低阶自抗扰控制器的控制效果也得到了肯定。 这项研究为解决风火打捆外送系统中的次同步振荡问题提供了新的思路，即采用改进遗传算法优化的自抗扰控制器，以实现对火电机组的动态稳定控制，保障电力系统的安全运行。这种方法不仅适用于当前的风电并网环境，而且对于未来更大规模可再生能源并网的电力系统具有重要的参考价值。