混雜電力系統頻率緊急控制的Petri網建模與仿真
核心提示: 我國電力系統己進入大機組大系統、超高壓、跨區域聯網的新階段超大規模電力網絡的出現對全網經濟調度和緊急備用等方面十分有利,但同時也帶來了一系列新的不利因素。在電力系統聯網成為發展主流的
核心提示: 我國電力系統己進入大機組大系統、超高壓、跨區域聯網的新階段超大規模電力網絡的出現對全網經濟調度和緊急備用等方面十分有利,但同時也帶來了一系列新的不利因素。在電力系統聯網成為發展主流的情況下,如何確
我國電力系統己進入大機組大系統、超高壓、跨區域聯網的新階段超大規模電力網絡的出現對全網經濟調度和緊急備用等方面十分有利,但同時也帶來了一系列新的不利因素。在電力系統聯網成為發展主流的情況下,如何確保電力系統安全、穩定和高效運行,如何保證充足、可靠、優質和經濟的電能,己經成為電力系統控制領域中的前沿課題雖然,新的控制理論和調度策略被引入電力系統之后,確實取得了一些卓有成效的研究成果。但是,從近年來各國發生的大停電事故來看,現在的電力系統仍比較脆弱混雜電力系統的緊急控制就是在電力系統受到大擾動,系統頻率和電壓較大地偏離額定值甚至超出允許范圍,從而出現系統穩定危機時,為保證系統穩定運行和持續供電所進行的一系列校正控制。其措施可以施于電源側(如切機、快關等)負荷側(如切負荷)或電網(如串補投切)緊急控制的目的是以最小的代價,迅速抑制事故及異常行為狀態的發展和擴大,盡量縮短故障持續時間,減少事故對電力系統非故障部分的影響,使電力系統盡量維持在一個安全合理的運行水平。
然而,電力系統本質上是非純一的,除了表現出高維數、強非線性、多分布參數和干擾的隨機性等特征之外,最重要的性質就是其發電過程的動態連續性、輸配電系統的代數邏輯約束,以及包含或受離散事件驅動的多目標優化控制這些都使得電力系統的緊急控制問題必然具有混雜控制系統所共有的特征本文基于微分Petri網這種對混雜控制系統建模和分析的有效工具,建立了混雜電力系統頻率緊急控制的模型,并給出了仿真控制。
1賦時微分Petr 1.1賦時微分Petri網的定義普通的Petri網在對離散事件動態系統的描述和分析方面具有獨到的優勢,但是對在實際工程實踐中大量存在的連續變量動態系統卻無能為力一個混雜控制系統是由事件驅動的離散操作機構、連續變量受控過程和介于這二者之間的轉換接口等3個部分有機組成的一個統一體,其開環模型可用一個九元組表示,即:而決定該混雜控制系統動態行為的運動方程為:;0,TsGR+為給定的采樣(保持)時間周期;k=int(t/Ts);由連續變量受控過程到離散事件操作機構的事件生成耦合量V將以Ts為周期進行采樣,由離散事件操作機構到連續變量受控過程的“內控律”所形成的支配耦合量T(k)的保持時間也應為Ts;intC)為取整函數2.2混雜電力系統頻率緊急控制的建模要素分析f.運動方程:X推出:la<)當:系統的頻率下降時系統中的旋轉備用機MshingHouse.Allrightsresd.頻率,令A/=fa,則可以歸納出頻率緊急控制問題的混雜模型要素如下:義如下。S1:正常運行狀態(|/|<.1Hz),系統頻率運行在允許的偏差之內,不需要采取任何緊急控制手段;K警戒運行狀態(0.系統頻率偏差超出額定的范圍,應當立即利用所有的旋轉備用,同時使正在進行調相運行和抽水蓄能運行的水力發電機組改為發電運行,并使其盡快滿發;S3:緊急運行狀態(0.啟動快啟(quick-start)機組,并為切負荷做好準備;m極端緊急運行狀態(A/> 0.8Hz),低頻自動減負荷裝置動作,切除負荷(采取多級切除,級差取0.2Hz~0.3Hz);s5:恢復運行狀態(A/> 1.2Hz),根據實際情況將系統解列,盡量保證解列后系統的運行。
可控事件:2c= =使旋轉備用滿發,使調相運行和抽水蓄能運行的水力發電機組改為發電運行,啟動快啟機組,切負荷,解列不可控事件:2u==;連續部分輸入:u=:采用MATLAB軟件對系統進行仿真的結果如所示從仿真結果可以看出,在系統分別過負荷5%,65%,10%的情況下,采用本文所提出的控制方法可看出,系統在有功功率缺額為10%情況下,采用本文提出的根據頻率下降率提前切負荷的方法,在故障發生4s左右切除了一部分負荷,加快了系統頻率的恢復過程。
4結語文中提出的微分Pet網模型,由于能同時處理連續變量動態系統和離散事件動態系統的演化過程,使得對混雜電力系統頻率緊急控制的優化策略能夠從全局出發,從而取得更好的控制效果然而,由于現代大規模電力系統本身所具有的混雜性,用微分Pet網所建的模型在系統規模很大時,將出現“狀態維數爆炸”的問題這就需要對Pet網做進一步改進,以完善其表達和解算能力。這些問題將是我們今后的研究重點
責任編輯:電小二
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