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电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法

2025-03-11 95 上传者：管理员

摘要：针对电力信号响应频率存在偏差，导致AGC系统表现出电量增益不达标的问题，提出了电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法。确定电力信号反馈量，根据AGC系统建模标准，实现电量反馈下的AGC混合增益预测。在混合增益补偿机理的作用下，求解电量频率偏差值，完成电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法的设计。实验结果表明，所提方法能避免电力信号响应频率出现较大偏差，有效解决了AGC系统电量增益不达标的问题。

关键词：
AGC混合增益
AGC系统
电量反馈
电量频率
补偿度优化
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不同于其他类型的电力系统,实现AGC系统的运行需要借助传感器､控制器及其他各种类型的执行机构与设备,确保电力系统运行的稳定性与安全性[1-2]｡随着电力系统复杂性的增加,AGC系统的技术也在不断发展｡

文献[3]提出了一次调频下的增益容量调度方法,利用补偿机制刺激AGC系统参与增益调频｡但该方法未考虑电力信号响应频率调节能力的问题｡文献[4]提出了基于宽频罗氏线圈传感器的补偿作用方法｡但该方法未考虑电力信号响应频率调节能力不达标的问题,无法保障电量增益完全满足实际需求标准｡

为此,提出电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法｡将发电机实际输出功率传递给AGC系统,优化发电机的运行｡并调整发电机的输入信号,以提升AGC系统内电量增益值｡

1、电量反馈下的AGC混合增益预测

电力反馈量属于一项差值参数,既可以是一个电信号也可以是一项电量增益值,可以被AGC系统转换成控制信号,用来调整发电机的实时输出功率,控制信号的大小和方向都会影响电力反馈量的计算值[5-6]｡合理地设置和控制电力反馈量,可以确保AGC系统的运行可靠性,从而使电力信号的增益水平得到保障｡

设定e1,e2,⋯,en∈[)1,+∞分别表示n个不相等的电信号参量,AGC系统的电力反馈量计算公式如式(1)所示:

式中,ξ表示电力信号的差值统计项,q1,q2,…,qn分别表示与电信号参量相关的电量反馈参数｡

对于AGC系统的建模,可以将电压､电流等电力参数作为自变量,通过运算求解的方式,确定与之对应的电量增益､电力补偿等因变量的取值范围,并从数学模型的角度,分析二者之间的数值关系,以避免AGC系统中出现电力信号响应频率偏差的问题[7-8]｡

设ω表示基于电量反馈的电力建模系数,υ表示一个随机电量目标,yυ表示基于参数υ的电力补偿值,Uυ表示电压自变量,Iυ表示电流自变量｡在上述物理量的支持下,联立式(1),可将AGC系统建模表达式定义为:

AGC系统的混合增益值是指电量反馈条件下,电力传输信号的增益倍数,其数值水平越高就表示AGC系统中电力信号的实时增益量越大｡对于AGC系统而言,在其混合增益量保持稳定状态的情况下,电网设备可以根据电量信号的实时反馈量,来判断运行系统中的电力补偿度水平[9-10]｡因此,混合增益值可作为一项中间变量,一方面计量反馈量的具体数值水平,另一方面也可以实现对电力信号的补偿与优化处理｡

对于AGC系统混合增益值的计算参考如式(3)所示:

式中,σ表示电力反馈量的增益计量值,τ表示电量补偿系数,A表示电力反馈信号的混合增益特征,p表示AGC系统中的电力负载向量,Sˉ表示电力反馈量均值,ϑ表示电量增益的混合计量系数｡AGC系统是不完全开放的电力信号传输环境,所以在预测电量反馈下的混合增益值时,要求电压､电流等电力参数不得出现过量负载的情况｡在上述研究中,使用了差值统计项､随机电量目标､电量补偿系数等数学表达式,以描述AGC系统的电力反馈量和混合增益值,实现对电力信号的精准调控｡

2、AGC混合增益补偿度实时优化方法设计

电量反馈下,AGC系统的电量混合增益补偿机理主要涉及对电力信号传输行为的自动增益控制｡在实施控制的过程中,电量混合增益值受到电信号反馈量与被控信号实时输出量的共同影响[11-12]｡具体的混合增益补偿机理如图1所示｡

图1AGC系统电力信号混合增益补偿机理

设ΔG表示单位传输周期内的电力信号反馈量,θ表示被控电量信号标记系数,d表示电力增益信号的电量补偿值,联立式(3),推导AGC系统电力信号混合增益补偿机理计算式为:

当AGC系统中出现功率输出与负荷需求不等时,电力反馈量与电信号需求量就会出现明显的不统一,这种情况就是电量频率偏差｡面对电量频率偏差时,AGC系统针对混合增益补偿度的优化处理,首先确定有功功率的数值水平;再将该项物理量为标准,求解无功功率;最后根据二者之间的数值差,计算电量频率的具体偏差程度[13-14]｡

设定P1表示AGC系统电量反馈的有功功率,P2表示无功功率,联立式(4),推导电量混合增益的频率偏差为:

式中,h表示电量反馈频率定义项,f表示电量增益功率计量值,j1表示有功功率的频率矢量,j2表示无功功率的频率矢量｡

补偿度参数主要用于描述AGC系统对不同频率偏差的补偿作用能力,具体来说,它表示了AGC系统对不同频率偏差的增益调整能力,反映了AGC系统对不同频率偏差的响应程度和补偿作用效果｡如果补偿度参数设定过小,可能会导致AGC系统对频率偏差的补偿不足,影响系统的稳定性;如果设定过大,可能会导致系统对频率偏差的过度响应,从而影响系统的正常运行[15-16]｡因此,需要根据实际情况对补偿度参数进行合理地设定和调整,如式(6)所示:

式中,μ表示电量混合增益响应系数,Z表示电量反馈下的电力增益补偿计算特征,λ表示电力补偿作用的频度参数,l表示补偿作用强度度量向量,m表示优化运算系数｡对于补偿度参数的计算与优化除了要考虑AGC系统中电量信号的实时输出水平,还应在保证电信号不出现过量反馈的情况下,确定频率偏差是否会造成电量增益不达标的问题｡在上述研究中,采用自动增益控制､频率响应等机制,使混合增益补偿可以根据电信号反馈量和需求量的实时变化进行调整,提高系统的整体自适应性｡

3、实验分析与研究

为突出说明电量反馈下AGC混合增益补偿度实时优化方法､一次调频下增益容量调度方法(文献[3]方法)､基于宽频罗氏线圈传感器的补偿作用方法(文献[4]方法)的应用差异性,设计如下对比实验｡

3.1实验说明

实验以电力信号响应频率作为研究对象,分析其偏差行为对电量增益不达标问题的影响｡在AGC电力系统中,电力信号响应频率是指用电设备对输电行为的响应能力,其额定数值只受到设备元件型号的影响｡随着AGC系统内电力设备连接量的增大,电力信号响应频率会出现一定程度的偏差,而这种偏差行为会影响AGC系统的供电能力,从而导致电量增益不达标｡

闭合控制开关,利用设备检测电力信号额定频率,电力信号频率监测设备如图2所示｡

图2电力信号频率监测设备

应用电量反馈下AGC混合增益补偿度实时优化方法来调节电力传输行为,记录当前情况下的电力信号响应频率,所得结果为实验组变量;分别应用一次调频下增益容量调度方法､基于宽频罗氏线圈传感器的补偿作用方法,调节电力传输行为,记录当前情况下的电力信号响应频率,所得结果分别为观察(1)组､观察(2)组变量;将实验组､观察(1)组､观察(2)组实验结果与额定电力信号响应频率进行对比,分析频率偏差的数值情况｡在不考虑其他干扰条件的情况下,电力信号响应频率偏差越小,表示当前所应用方法对AGC系统电力增益的补偿作用能力越强｡

3.2数据分析

实验组､观察(1)组､观察(2)组电力信号响应频率的具体结果如图3所示｡

图3信号响应频率

分析图3可知,实验组电力信号响应频率的曲线变化趋势基本与额定电力信号响应频率保持一致,但明显前者的均值水平相对较低;观察(1)组､观察(2)组电力信号响应频率的曲线变化趋势则与额定电力信号响应频率不相同｡

所记录的电力信号响应频率偏差的具体如表1所示｡

表1电力信号响应频率偏差

分析表1可知,整个实验过程中,实验组电力信号响应频率偏差最大值只能达到0.5×109Hz,与观察(1)组､观察(2)组最大值相比,分别下降了0.9×109Hz､1.0×109Hz｡

综上可知,一次调频下增益容量调度方法､基于宽频罗氏线圈传感器的补偿作用方法对AGC系统电力增益的补偿作用能力相对较弱,不足以解决电量增益不达标的问题｡电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法的应用,可以避免电力信号响应频率出现较大偏差,在解决AGC系统电量增益不达标问题方面具有突出的作用｡

4、结束语

针对电力信号响应频率调节能力不达标,无法保障电量增益完全满足实际需求标准等问题,提出电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法｡通过引入电量反馈机制,对系统的实际运行状态进行实时监测和调整,使AGC系统能够更好地适应实际运行环境,提高了系统的自适应能力和控制精度｡实验表明,所提方法有效解决了AGC系统电量增益不达标的问题｡此外,电量反馈下的AGC混合增益补偿度实时优化方法为电力系统自动增益控制技术的发展提供了新的思路和方法,对于推动电力行业的科技进步和可持续发展具有重要的意义｡

参考文献:

[1]杨海晶,饶宇飞,李朝晖,等.基于随机模拟和EMD的含风光电力系统AGC调频储能定容[J].电力科学与技术学报,2022,37(5):58-65,99.

[2]姚蓝霓,张勇军,唐渊,等.考虑响应程度反馈和昼夜充电分布的公交车站双阶段响应模型[J].电力自动化设备,2022,42(10):62-69.

[3]叶婧,武汉,李世春,等.电热水器负荷参与一次调频下考虑机组最小调频容量约束的优化调度[J].现代电力,2023,40(3):390-398.

[4]赵东生,黄缙华,王云龙,等.电容器母排投切电流测量用宽频罗氏线圈传感器优化设计[J].电力电容器与无功补偿,2023,44(4):5-11.

[5]海正刚,郭春义,展瑞琦,等.兼具换相电压补偿和直流电流抑制能力的电网换相换流器拓扑[J].电力系统自动化,2022,46(3):147-155.

[6]李练兵,李佳祺,刘汉民,等.基于SRDHLGRU神经网络和差分误差补偿的短期电力负荷预测[J].中国测试,2023,49(6):143-150.

[7]汤梦阳,苗轶如,雍涛.DPWMMIN调制方法的损耗分析及其非线性电压误差补偿策略[J].电力系统保护与控制,2022,50(2):21-29.

[8]李世春,邓蕊,薛臻瑶,等.基于虚拟惯量计算的储能虚拟惯量补偿控制方法[J].电力系统及其自动化学报,2023,35(11):114-121.

[9]刘艳峰,王亚星,罗西,等.基于动态运行策略的太阳能分布式供能系统设计运行联合优化[J].太阳能学报,2022,43(5):244-251.

[10]冯庭勇,钟晶亮,文贤馗,等.先进绝热压缩空气储能发电系统参与调频辅助服务控制优化方法[J].热力发电,2022,51(5):136-141.

[11]蔡国伟,姜雨晴,黄南天,等.电力需求响应机制下基于多主体双层博弈的规模化电动汽车充放电优化调度[J].中国电机工程学报,2023,43(1):85-98.