30、电力系统频率控制与需求预测技术解析

电力系统频率控制与需求预测技术解析

在电力系统领域，频率控制和需求预测是至关重要的两个方面。频率控制关乎电力系统的稳定运行，而需求预测则对电力资源的合理调配和规划起着关键作用。本文将深入探讨一种用于微电网频率控制的分数阶比例积分（FOPI）控制器，以及利用方差膨胀因子（VIF）进行电力需求预测的方法。

微电网频率控制：FOPI 控制器的优化与应用

在微电网系统中，包含风力发电机组（WTGS）、太阳能光伏系统（SPVS）、太阳能热发电系统（STPS）和柴油发电机组（DEGS）等多种发电设备，同时还连接了电池储能系统（BESS）用于存储多余的电能。然而，由于天气条件的变化以及负载的波动，微电网的输出功率会发生改变，进而影响频率调节。

为了解决这一问题，研究人员采用了 FOPI 控制器进行频率控制。该控制器的工作原理是直接控制 DEGS 和 BESS 的输入，以平衡频率偏差。为了获得 FOPI 控制器的最优参数，研究中应用了遗传算法（GA）优化技术。

为了验证 FOPI 控制器的性能，研究人员将其与经典的积分（I）、比例积分（PI）和比例积分微分带滤波器（PIDN）控制器进行了比较。通过对微电网施加阶跃和随机干扰，对比不同控制器在调节时间、峰值下冲时间和下冲幅度等方面的表现。结果表明，非整数类型的 FOPI 控制器在这些指标上均优于整数类型的经典控制器，能够更有效地调节微电网的频率。

此外，研究人员还对 FOPI 控制器的鲁棒性进行了分析，考察其在负载、风速和太阳辐射随机变化情况下的性能。具体如下：
- 负载随机变化 ：通过图 6 可以观察到，即使在微电网出现随机负载扰动时，FOPI 控制器仍能有效