含风电场的电力系统紧急电压模型预测控制

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.10.023

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (10): 132-138.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.10.023

含风电场的电力系统紧急电压模型预测控制

王爽¹刘明波^1†胡泊²谢敏¹

1．华南理工大学电力学院∥广东省绿色能源技术重点实验室，广东广州 510640; 2．国网能源研究院，北京 100052

收稿日期:2010-12-06 修回日期:2011-05-17 出版日期:2011-10-25 发布日期:2011-09-01
通信作者: 刘明波(1964-)，男，教授，博士生导师，主要从事电力系统优化、运行与控制研究． E-mial: epmbliu@scut．edu．cn E-mail:wangshuang107@gmail.com
作者简介:王爽(1983-) ，女，博士生，主要从事电力系统优化、运行与控制研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 50777021， 50907023) ; 广东省自然科学基金博士启动项目( 9451064101003157)

Emergency Voltage Model Predictive Control in Power Systems Containing Wind Farms

Wang Shuang¹Liu Ming-bo¹Hu Bo²Xie Min¹

1. School of Electric Power∥Guangdong Key Laboratory of Clean Energy Technology,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2. State Grid Energy Research Institute,Beijing 100052,China

Received:2010-12-06 Revised:2011-05-17 Online:2011-10-25 Published:2011-09-01
Contact: 刘明波(1964-)，男，教授，博士生导师，主要从事电力系统优化、运行与控制研究． E-mial: epmbliu@scut．edu．cn E-mail:wangshuang107@gmail.com
About author:王爽(1983-) ，女，博士生，主要从事电力系统优化、运行与控制研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目( 50777021， 50907023) ; 广东省自然科学基金博士启动项目( 9451064101003157)

摘要/Abstract

摘要： 基于非线性模型预测控制理论，文中提出包含风电场的紧急电压控制器设计方法．以系统的准稳态近似模型为基础，建立滚动动态优化模型，将其滚动优化问题描述成一个具有连续－离散时间微分－代数方程组的最优控制问题，其优化目标是负荷节点电压偏差和控制成本最小．采用Radau 排列法将滚动动态优化模型转化为非线性规划问题，并借助建模软件AMPL 调用优化解法器IPOPT 求解．改造后的新英格兰10 机39 节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性．

关键词: 风电场, 长期电压稳定, 模型预测控制, Radau 配置法, 非线性规划

Abstract:

In this paper,the design method of an emergency voltage controller for the power systems containing wind farms is presented based on the nonlinear model-predictive control theory. In this method,a receding dynamic optimization model is proposed based on the quasi-steady-state approximate models of power systems. Then,the proposed model is described as an optimal control problem with continuous and discrete time differential-algebraic equations,with the purpose to achieve voltage deviation and control cost minimization. Moreover,Radau collocation method is used to convert the proposed model into a nonlinear programming problem which can be solved by using the optimization solver IPOPT through the modeling software AMPL. Finally,the effectiveness of the proposed method is verified on the modified New England 10-machine 39-bus system.

Key words: wind farm, long-term voltage stability, model predictive control, Radau collocation method, nonlinear programming

王爽刘明波胡泊谢敏. 含风电场的电力系统紧急电压模型预测控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(10): 132-138.

Wang Shuang Liu Ming-bo Hu Bo Xie Min. Emergency Voltage Model Predictive Control in Power Systems Containing Wind Farms[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(10): 132-138.

[1]	姚强强, 田颖, 王圣渊, 等. 基于力驱动的智能汽车路径跟踪控制策略[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(2): 33-41,57.
[2]	徐海祥, 李超逸, 余文曌, 等. 基于扩张状态观测器的智能船舶循迹预测控制[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 143-152.
[3]	张家旭, 杨雄, 施正堂, 等. 汽车紧急换道避障的路径规划与跟踪控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(9): 86-93,106.
[4]	尹华杰郭志宇曾君. 滑模无速度传感器感应电机的简化预测转矩控制 [J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2020, 48(12): 18-26.
[5]	秦大同秦岭. 基于显式随机模型预测控制的功率分流式混合动力车辆能量管理策略[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(7): 112-120.
[6]	孙传扬张欣席利贺陈宏伟. 极限工况下自动驾驶车辆转向控制器的设计 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 78-85.
[7]	杜贵平杜发达. 有限集模型预测控制在 VIENNA 整流器中的应用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2018, 46(10): 9-14.
[8]	刘刚江晓锋郭亚勋辛妍丽梁嘉浩周露郑明. 海上风电场中压电缆集电系统暂态过电压仿真[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(10): 46-52,61.
[9]	徐洪峰何龙章琨. 相邻分体式路段人行横道的协调信号配时优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(12): 106-113.
[10]	杨永红侯煌陈星光周向阳 . 山地风电场道路竖曲线最小半径和长度研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(12): 85-90.
[11]	陈国迎郑宏宇. 分布式全线控电动汽车底盘集成控制研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(11): 87-95.
[12]	冯小峰刘明波. 基于执行依赖启发式动态规划的紧急电压控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(4): 19-25,58.
[13]	汪穗峰陈绍南陈碧云张勇军张尧何平. 考虑平滑效应的风电场功率模型[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(4): 34-39.
[14]	张勇军刘伦白先红. 考虑风电场运行方式的风电支路导线选型建模[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(4): 1-6.
[15]	刘水平刘明波谢敏. 基于轨迹灵敏度的协同分布式模型预测电压控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(4): 14-20.

含风电场的电力系统紧急电压模型预测控制

Emergency Voltage Model Predictive Control in Power Systems Containing Wind Farms

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