25、基于智能算法的电力系统控制与光伏参数估计研究

基于智能算法的电力系统控制与光伏参数估计研究

1. 负荷频率控制中的控制器

在负荷频率控制（LFC）领域，控制器起着关键作用。比例 - 积分 - 微分（PID）控制器简单、可靠且应用广泛，主要用于工业领域。研究表明，PID 控制器的输出响应优于 PI 和 I 控制器。为了进一步提高系统性能，提出了 PID - FOI 控制器，其传递函数如下：
[
\frac{U(s)}{R(s)} = \left(K_p + \frac{K_i}{s} + K_ds\right)\frac{K_I}{s^{\lambda}}
]

2. 研究的电力系统

本研究构建了一个两区域多机电力系统，两个区域考虑了不同的能源来源。区域 1 包含热电厂、水电厂和风力发电厂；区域 2 包含柴油发电厂、水电厂和热电厂。为验证相关工作，在 MATLAB/SIMULINK 平台上开发了完整的混合测试系统。在每个区域使用不同的控制器（如 PID 和 PID - FOI 控制器），以将频率和联络线功率变化降至最低，这些控制器试图最小化系统每个区域的区域控制误差（ACE）。

2.1 负荷频率控制的目标函数

为了维持混合系统的负荷频率控制，对每个区域连接的控制器进行最优调参至关重要。新提出的 PID - FOI 控制器用于解决 LFC 问题，并与传统 PID 控制器进行比较。两种控制器的参数调优都采用了最近开发的松鼠搜索算法（SSA）优化技术。在众多性能指标中，时间乘绝对误差积分（ITAE）在改善系统阻尼和减少振荡方面表现最佳，因此在本研究中，ITAE 被用作目标函数：
[
J = ITAE = \int_{0}^{t_{sim}