基于SBOA调优的并行模糊逻辑控制器与能量存储技术在多区域互联电力系统中的高级自动频率控制应用

《Scientific Reports》：Advanced AGC of multi-area interconnected power systems using SBOA-tuned parallel fuzzy logic controller with energy storage

　　

摘要

负荷变化、间歇性的可再生能源、非线性动态以及复杂的区域间相互作用，给现代互联电力系统带来了日益严峻的挑战，导致频率稳定性下降以及动态性能减弱。PDN、TDN以及单级模糊控制算法都是传统的自动发电控制策略，但它们往往灵活性不足、阻尼效果不佳、响应迟缓，且在运行条件变化以及可再生能源占比上升的情况下稳定性较差。此外，通信延迟和虚假数据注入等网络干扰也会降低系统的韧性和可靠性。为解决这些问题，本研究提出了一种基于秘书鸟优化算法的独特并行两级模糊倾斜导数控制器，并结合滤波器构成TLF-TDN控制器，用于多区域水热风能电力系统的自动发电控制。与其他方法相比，该控制器通过将倾斜导数控制与并行两级模糊结构相结合，提升了振荡阻尼能力、自适应控制能力以及抗干扰能力。超级电容储能系统还可用于在系统发生瞬态变化时提供快速能量支持，而高压直流和交流联络线则有助于实现有效的电能交换，进一步提升系统稳定性。研究中通过降低积分平方误差目标函数，运用秘书鸟优化算法对控制器参数进行优化。通过多种干扰场景下的大量仿真测试，证明了该控制器相较于PDN、TDN以及单级F-TDN控制器具有更优异的性能。在含有可再生能源的现代互联电力系统中，TLF-TDN控制器在降低频率偏差、减少联络线振荡、加快系统稳定时间以及增强动态稳定性等方面表现更为出色，从而为系统的可靠运行提供了有效解决方案。