含抽水蓄能电站的互联电网负荷频率自抗扰优化控制研究

针对发电能源结构的多元化发展给互联电网负荷频率 的稳定性控制带来较大的挑战，建立含抽水蓄能电站的两区 域互联电网多元混合发电的负荷频率控制模型，提出一种基 于粒子群优化算法的负荷频率线性自抗扰控制器参数整定 优化策略，通过粒子群算法的迭代寻优计算获得最优的线性

自抗扰控制器参数。考虑互联电网各区域发生不同的负荷扰 动，在抽水蓄能电站的抽水和发电 2 种工况下，对所提出的控制方法进行系统仿真。仿真结果表明，通过子群算法优化的负荷频率线性自抗扰控制器，与传统 PI 控制器对比， 前者具有更强的抗扰动能力和适应性，系统动态稳定性

随着我国发电能源结构向多元化方向转型发 展，尤其是可再生能源发电并接入互联电网的比重

逐年上升，可再生能源发电的间歇性特点给对电力 系统的电能质量带来不容忽视的影响 [1-2]。电力系统 的规模不断增大给频率稳定带来了新的挑战[3-4]。而 频率稳定是反映电能质量的主要技术指标之一，为 了有效控制电网频率的稳定性，提高电能质量，负 荷频率控制 (load frequency control ， LFC)系统被广 泛应用于互联电网中。互联电网系统中 LFC 的目标 是将各区域频率偏差以及区域之间联络线上的交 换功率偏差均稳定控制为零 [1,5]。广大中外学者针对 负荷频率控制问题先后提出了不同的先进控制方 法，如含风电接入的电网负荷频率预测控制 [6]、滑 模控制 [7]，基于线性矩阵不等式与延迟边际估计的 鲁棒控制 [8] 、模糊控制 [9]、基于微分博弈理论的负 荷频率控制 [10]等。但目前针对含多种类型发电机组 如抽水蓄能电站的互联电网 LFC 问题的研究还较 少，且存在控制算法复杂、控制器参数不易整定、 适应性较差等不足之处 [11-15]。 本文建立了含抽水蓄能电站的两区域互联电 网混合发电的 LFC 系统动态模型，针对每个区域设 计了一种基于二阶线性自抗扰控制方法(linear active disturbance rejection control，LADRC)的负荷频 率 控 制 器 ， 并 采 用 粒 子 群 (particle swarm optimization，PSO)算法对 LADRC 的可调参数进行优化整定。考虑抽水蓄能电站运行在抽水和发电 2种不同工况下，通过系统仿真，分析由外部负荷扰动引起的互联电网各主要物理量响应的波动抑制情况。研究结果表明，本文所提出的基于 PSO 整定的负荷频率线性自抗扰优化控制策略，能使系统呈现优越的动态响应性能，且省去人工调参的繁琐，具有较强的适应性。此外验证了抽水蓄能电站具有良好的调频功能。