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线性自抗扰控制器在孤岛微网负荷频率控制中的应用

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.1.1 微网综述

1.1.2 频率控制问题综述

1.2 孤岛微网负荷频率控制研究现状

1.2.1 微网的研究现状

1.2.2 负荷频率控制研究现状

1.3 论文主要工作

第2章 线性自抗扰控制器

2.1 自抗扰控制器的研究进展和现状

2.2 自抗扰控制器结构

2.2.1 跟踪微分器

2.2.2 扩张状态观测器

2.2.3 状态误差反馈律

2.2.4 动态补偿线性化

2.3 线性自抗扰控制器仿真

2.4 线性自抗扰控制器参数整定

2.5 本章小结

第3章 LADRC在孤岛微网负荷频率控制中的应用

3.1 引言

3.2 问题描述

3.2.1 微网结构

3.2.2 分布式微电源传递函数模型

3.3 自抗扰控制器的设计

3.4 仿真算例

3.4.1 负荷扰动实验

3.4.2 鲁棒性实验

3.5 本章小结

第4章 LADRC在含大规模风电的微网负荷频率控制中的应用

4.1 引言

4.2 问题描述

4.2.1 基于DFIG的风机频率控制原理

4.2.2 单区域电力系统LFC模型

4.2.3 两区域电力系统LFC模型

4.3 自抗扰控制器设计

4.3.1 控制器的结构

4.3.2 参数整定结果

4.4 仿真算例

4.4.1 单区域电力系统

4.4.2 两区域电力系统

4.4.3鲁棒性分析

4.4.4 抗干扰分析

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论和主要创新点

5.2 需要进一步开展的工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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摘要

电力是现代工业中主要动力,微网作为电力未来的发展方向,其电能质量以及控制品质的问题也得到更多的关注。微网负荷频率控制问题的强随机性、多扰动、非线性等特性越显突出,使得目前普遍应用的PID控制器难以获得令人满意的控制效果。为此,人们一直在寻找更好的控制技术,线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,简称LADRC)即是其中的一种新型控制策略。
  本文根据一般的LADRC,结合基于自然选择的粒子群整定算法,使得LADRC控制器更易于实现且具有更广泛的适用性。然后,基于上述方法,针对一个传统孤岛微网负荷频率控制问题,根据其控制框图,推导得到其确定的传递函数模型,研究了LADRC采用四阶的扩张状态观测器。与传统PI控制方法的对比仿真结果表明:在每个特定工况下,LADRC控制器都能以较小的控制能量获得较好的跟踪效果,且抗扰动性能具有明显的优势;此外,通过简单的参数调整,可以使得LADRC具有更好的性能鲁棒性,从而实现利用单一控制器来进行全工况控制。本文的LADRC控制方法同样可以应用到其它类型微网中。
  最后,本文还研究了含有大规模风电的微网负荷频率控制问题。介绍了双馈感应风力发电机组支持微网频率调节的控制原理,针对含有大规模风电的微网负荷频率控制模型,与PI和模糊PI控制器进行的对比和分析,研究了LADRC控制器的控制能力。分析和仿真结果一致表明,LADRC能够有效风电渗透率升高对微网频率控制的影响,且具有一定的性能鲁棒性。
  本文的研究结果显示了LADRC,无需知道对象模型的具体结构和参数具体,因此更容易为工程师理解,在微网负荷频率控制问题中具有一定的应用前景。

著录项

  • 作者

    唐艳梅;

  • 作者单位

    华北电力大学;

    华北电力大学(北京);

  • 授予单位 华北电力大学;华北电力大学(北京);
  • 学科 控制科学与工程;模式识别与智能系统
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 白焰;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 负荷分析;
  • 关键词

    微电网; 电力负荷; 频率控制; 线性自抗扰控制器;

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