用区域误差ACE建立两区域系统的仿真框图.doc

电力系统自动化课程设计题 目 用区域误差ACE建立两区域系统的仿真框图学 号 姓 名 专业班级 学 院 指导教师 杨晶显一、引言常规区域控制误差（ACE）只考虑频率变化和交换功率变化，修正后的ACE还考虑了能量误差和时间误差，它们是因装置和调度存在偏差而导致的。利用MATLAB对双区域联合系统中的每个区域中的频率变化和功率变化进行仿真，结果表明，采用修正后的区域控制误差控制下的频率变化和功率变化要比未修正的控制性能好。对扰动负荷及联络线控制中的区域控制误差做了深入研究.研究对象分为两部分,一是扰动负荷下的区域控制误差性能研究,另一是联络线控制中的区域控制误差性能研究.针对联合系统中各个区域调节装置存在误差,导致频率和交换功率波动,从而引起时间误差与能量误差,本文对区域控制误差的算法作了改进.考虑到出力调节速率约束或系统参数改变对控制效果的影响,本文进一步采用模糊神经网络对系统加以控制.为了减少模糊神经网络的模糊标记数,本文通过自组织神经网络对模糊神经网络的模糊标记数进行竞争训练,从而获得简化网络.针对联络线交换功率中的区域控制误差研究,将自动发电控制的TBC模式拓展到联络线控制中,得出了联合系统控制目标函数及其约束条件.结合南瑞自控公司万家寨水电厂项目中的联络线交换功率控制,得到了满足联络线交换功率区域控制误差要求的控制策略及其算法,并进一步给出了ACE机组分配策略,定义了调节反应系数概念,提出将其按大小排序的思想,由此定义了第一调节机组概念,指出ACE机组分配策略应将其作为重点加以考虑.仿真结果表明,控制策略及其算法以及ACE机组分配策略能满足联络线控制要求。二、问题提出用区域控制误差ACE建立两区域系统的仿真框图。并求每个区域的频率和功率响应。三、联络线偏差控制LFC只有一个主控制环，区域1功率的变化由两个区域功率增长来满足，联络线功率变化，并且频率有所下降。在正常运行情况下，电力系统的运行应该是满足功率需求的，并且保证频率为额定值。控制策略是联络线偏差控制，即各区域力图将区域控制误差（ACE-area control error）调整到零。各区域控制误差由频率误差和联络线功率误差组成，则有区域偏差Ki决定了在扰动时相邻区域相互作用的里量。当Ki取Bi时，即等于该区域的频率偏差因子时，就可以满足要求。因此，两区域的区域控制误差（ACE）为ACE1=P12+B11ACE2=P21+B22式中 P12、P21偏离计划值的量。ACE作为控制信号启动发电机功率设定值的变化值，当系统达到稳态时，P12、将都为零。积分增益要选择的足够小，保证不使系统进入不停的调节状态。两区域系统的AGC框图如图一所示。我们可以很容易的将区域的联络线偏差控制扩展为多区域的联络线偏差控制。图一：两区域系统的AGC框图两区域系统通过一联络线连接，参见表一，基准容量为1000MVA。表一：系统参数区域号12调差系数R1=0.05R2=0.0625负荷系数1=0.62=0.9惯性常数H1=5H2=4基准功率1000MVA1000MVA调速器时间常数g1=0.2sg2=0.3s汽轮机时间常数T1=0.5sT2=0.6s两个区域的额定频率为60Hz。同时功率系数标幺值可以由初始条件计算出，为Ps=2.0p.u。现区域一增加负荷为187.5MW。区域1负荷变化的标幺值为稳态频率偏差的标幺值为因此，稳态频率偏差为新的频率为调速器决定的机械功率的变化量为因此，新的频率为59.7Hz，区域1增加的发电量为100MW，区域2增加的发电量为80MW；发电量总的变化为180MW，由于频率的降低，增加的发电量比负荷变化187.5MW少了7.5MW。区域1的负荷变化标幺值为区域2的负荷变化标幺值为因此总的区域负荷变化为-7.5MW。联络线功率潮流为也就是说，有84.5MW的功率由区域2流向区域1.其中80MW来自区域2增加的发电量，4.5MW来自区域2负荷少取用的电量。四、模型分析图二为SIMULINK仿真框图，调节积分增益以获得满意的响应特性。若K11=K12=0.3，可得仿真结果如图三所示。在MATLAB中画出标幺值功率偏差阶跃响应曲线如图四所示。从图三可以看出，当时间大约为20s时，频率偏差为零。同样在图四中可以看出，联络线功率偏差为零，区域1负荷的增加等于区域1发电机功率的增量Pml。图二：仿真框图五、仿真结果图三：频率偏差阶跃响应曲线图四：功率偏差阶跃响应曲线六、总结 通过本次课程设计使我对用区域控制误差ACE建立两区域系统的框图有了进一步的了解。加深了对使用MATLAB以及SIMULINK实现仿真过程的认识，利用MATLAB对双区域联合系