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基于强化学习算法的互联电网agc随机最优控制

中国水力发电工程学会信息化专委会2007年学术交流会

作者：段振国董振生文正国刘晓波罗斌中国水利水电科学研究院自动化所吉林白山发电厂

本文回顾了白山水电站自动发电控制(agc)功能的应用情况,介绍了白山水电站三期工程投产两台抽水蓄能机组后,agc的升级改造工作,描述了白山水电站自动发电控制(agc)实现的功能。实现了从东北电网调度通讯局远方调节白山发电厂全厂机组的... 详细信息

本文回顾了白山水电站自动发电控制(agc)功能的应用情况,介绍了白山水电站三期工程投产两台抽水蓄能机组后,agc的升级改造工作,描述了白山水电站自动发电控制(agc)实现的功能。实现了从东北电网调度通讯局远方调节白山发电厂全厂机组的出力,对保证东北电网安全优质运行具有重要意义。

关键词：白山水电站自动发电控制（agc） IEC 60870-5-104规约计算机监控系统

来源： cnki会议评论

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基于强化学习算法的互联电网AGC随机最优控制

作者：袁野华南理工大学

学位级别：硕士

1997年NERC正式推出了联络线功率与系统频率偏差模式下互联电网自动发电控制（Automation Generation Control, agc）的控制性能标准（Control Performance Standard, CPS）。随后,在CPS标准下,大量研究者提出了各种不同的agc控制策略,... 详细信息

1997年NERC正式推出了联络线功率与系统频率偏差模式下互联电网自动发电控制（Automation Generation Control, agc）的控制性能标准（Control Performance Standard, CPS）。随后,在CPS标准下,大量研究者提出了各种不同的agc控制策略,如经典的控制策略,自适应控制策略,及现代智能的控制策略等。强化学习是一种重要的人工智能控制方法,它具有自学习和动态随机优化等优点,因此,近年来,强化学习方法开始应用于电力系统自动发电控制中。为了进一步提高强化学习方法在自动发电控制中的控制性能,本文做了如下几方面的工作。（1）编写了基于平均报酬模型的R学习算法,并在标准两区域模型中,设计了基于R学习算法的CPS控制器。仿真结论表明:R控制器追求整个学习过程的平均利益的目标与CPS标准注重电力系统agc考核时间段内平均收益的目标相吻合,因此,在标准两区域模型中,它表现出良好的随机控制性能,学习效率及收敛速度明显优于基于折扣报酬模型的Q学习控制器。（2）编写了基于平均报酬模型的具有多步回溯功能的R（λ）学习算法,在标准两区域模型及火电占优的南方电网模型中,设计了基于R（λ）学习算法的CPS控制器,并与基于R学习,Q（λ）学习算法的CPS控制器进行了对比仿真实验,仿真结果表明:多步回溯的R（λ）学习算法在每个时间步,对所有状态的动作状态值进行更新,与单步的R学习算法相比,具有更高的学习效率及更好的收敛性;并且可以解决延时强化学习的信度分配的问题,在存在火电机组大时滞环节agc系统的南网电网模型中,仍可以表现出较强的适应性及鲁棒性;另外,R（λ）控制器学习比Q（λ）控制器学习效率更高,收敛速度更快,这再一次说明,在CPS标准下,基于平均报酬模型的强化学习控制器表现优于基于折扣报酬模型的强化学习控制器。（3）提出了改进的R（λ）控制器,其预学习过程被一种新型的在线“模仿学习”所代替,克服了以往强化学习控制需要另外搭建仿真模型来进行预学习收敛的严重缺陷。两区域模型及南方电网模型仿真结论均表明:改进的R（λ）控制器具有“全过程在线学习”的特点,没有了盲目的试错学习阶段,因此不必搭建高精度的数字仿真模型进行离线预学习,极大地方便了强化学习控制器在实际电力系统中的应用。（4）编写了分布式强化学习算法—CEQ算法,并基于此算法设计了CPS控制器。但由于CEQ算法采用联合状态及联合动作,故其在线寻优空间巨大,收敛速度较慢。因此,本文采用PI控制器校正CEQ控制器,并在两区域模型下进行了仿真研究。仿真结果表明:1)PI校正环节能够有效解决CEQ控制器不能快速收敛的问题;2)分布式强化学习算法在多智能环境下适应性更高,能提高控制器的控制性能。本论文的研究得到国家自然科学基金面上项目（50807016）;广东省自然科学基金项目（9151064101000049）;中央高校基本科研业务费专项资金（2009ZM0251）的资助。

关键词：自动发电控制（agc） CPS标准平均报酬模型折扣报酬模型 R学习 R（λ）学习模仿学习相关Q算法（CEQ）

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大规模风电场并网后agc平抑频率波动研究

大规模风电场并网后AGC平抑频率波动研究

作者：贾涛山东大学

学位级别：硕士

风力发电是一种比较成熟的可再生能源发电技术,世界范围的环境污染和能源短缺要求电力供应从数量向质量转变,风电产业迎来了前所未有的发展机遇。与传统发电机组不同,风力发电是一种间歇式能源,风电场的输出功率是随机变化的,风电的这... 详细信息

风力发电是一种比较成熟的可再生能源发电技术,世界范围的环境污染和能源短缺要求电力供应从数量向质量转变,风电产业迎来了前所未有的发展机遇。与传统发电机组不同,风力发电是一种间歇式能源,风电场的输出功率是随机变化的,风电的这个特点对传统电力系统已经成熟的运行模式是个很大的冲击。随着风电装机容量在电网中所占比例越来越高,风力发电对电网的影响范围从局部逐渐扩大。目前,风电接入电网出现了与以往不同的特点,表现为:单个风力发电场容量增大;风电场接入电网的电压等级更高。增加的风电接入容量使得电网的电压稳定性、暂态稳定性和频率稳定性受风力发电影响。本文研究了大规模风电场接入对系统频率的影响,主要研究如下: 1.建立了用于仿真和分析风电场的模型,包括风机模型,双馈感应电机模型,作为原动力的风力模型和动态电力负荷模型。本文对双馈感应电机的动态模型在同步旋转参考坐标下的动态方程进行了推导。 2.在MATLAB/SIMULINK软件环境下建立和分析了四机两区域系统、IEEE30系统和山东电网的500kV线路的运行,结果验证了自动发电控制系统在风电场规模较大系统中的调频表现。 3.采用动态仿真的方法来分析风力发电装机比例对系统频率的影响。通过改变风力发电装机比例,找到系统能接受的最大风电容量,这一容量被认为是风电穿透功率极限。进一步通过仿真计算出四机两区域系统和IEEE30节点系统的风电穿透功率极限。

关键词：风力发电自动发电控制（agc）双馈感应电机 MATLAB/SIMULINK 风电穿透功率极限

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agc机组调控的遗传算法研究

AGC机组调控的遗传算法研究

作者：潘杨武汉大学

学位级别：硕士

随着电力运营体制改革的不断深入和电力市场的逐渐形成,系统的频率调整将不再是简单的运行调度问题,电力系统更多的需要考虑经济性。本文通过对比国内外agc服务的现状,提出了agc经济调度中agc机组调配优化算法研究的必要性。通过对agc... 详细信息

随着电力运营体制改革的不断深入和电力市场的逐渐形成,系统的频率调整将不再是简单的运行调度问题,电力系统更多的需要考虑经济性。本文通过对比国内外agc服务的现状,提出了agc经济调度中agc机组调配优化算法研究的必要性。通过对agc机组调配优化算法的改进,从而实现agc服务的最优原则,即在满足系统要求的条件下,使电网的资金消耗最小。目前,国内外在agc机组调配应用方面提出了很多先进的优化算法,而各种优化算法都有着自身的缺点,如:计算时间长,计算工作量大,运行所需的内存容量大等等,同时由于实际情况中的约束条件比较多,这些优化算法也有着不同的适用范围,难于统一。基于这些复杂的因素,目前所采用的各类优化算法都不能很好地解决agc机组调配的优化问题,所以当务之急就是要找到一个能够对各类情况进行全局性把握的优化算法。随着智能控制技术的出现,基于模糊逻辑、神经网络和遗传算法的智能控制策略也越来越多地应用到各工业领域中,agc机组调配优化算法也因此获得了新的理论依据。遗传算法由于自身所具有的优越性,理所当然的被应用到agc机组调配之中。本文所做的工作就是尝试性的将遗传算法应用到agc机组调配之中,从而证明遗传算法在agc机组调配方面能够取得一定的效果,也进一步研究的必要性。本文第一章简单介绍了自动发电控制（agc）的国内外的现状及其原理,提出了进行agc机组调配研究的必要性;第二章则首先介绍了agc机组调配的数学模型,接着简要概括了目前实践中所频繁采用的agc机组调配的优化算法,最后比较了其各自的优点和不足;第三章开篇提出了遗传算法原理,对其进行了详细的理论分析,最后在Matlab平台上编写出了基于遗传算法理论的agc机组调配模块的源代码;第四章中,首先提出了目前在agc机组调配中所使用的整数规划优化算法,然后对同一组机组对象,分别采用整数规划法和遗传算法对其进行agc机组调配的优化,通过比较其计算结果,证明了遗传算法完全适合agc机组调配,而且具有更高的效率和更低的成本。第五章对本文的研究做出结论,最后指出未来遗传算法应用到agc机组调配所需进一步研究的课题。

关键词：自动发电控制（agc）经济调度 agc机组调配整数规划遗传算法

考虑风电功率输出不确定性的电力系统agc策略研究

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考虑风电功率输出不确定性的电力系统AGC策略研究

作者：龚梦湖北工业大学

学位级别：硕士

自动发电控制（Automatic Generation Control,agc）作为电力系统二次调频的重要手段,一直受到各方面的重视。随着新能源产业发展规模不断扩大,风电渗透率不断提高,风能的间歇性、随机性等特征对电网频率控制带来的不利影响已引起广泛... 详细信息

自动发电控制（Automatic Generation Control,agc）作为电力系统二次调频的重要手段,一直受到各方面的重视。随着新能源产业发展规模不断扩大,风电渗透率不断提高,风能的间歇性、随机性等特征对电网频率控制带来的不利影响已引起广泛关注。工程试验数据及相关研究表明,风力发电功率对系统容量的占比越高,对电力系统频率特性的影响越明显。本文从风电功率输出变化对agc系统参数的影响出发,提出一种补偿型模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）策略,以应对风电功率输出的不确定性对传统agc的负面影响。具体内容如下:（1）在agc调频基本原理基础上,阐述了agc各单元传递函数模型和仿真模型构建机理,形成区域互联电力系统agc模型;并对区域之间功率交换特性、基本控制方式以及系统中的约束进行描述。（2）考虑到agc参数对系统控制性能的决定作用,重点考察电力系统单位调节功率和电力系统惯性时间常数的变化对系统控制性能指标的影响。定义风电动态渗透率为风电实时输出功率与系统容量的比值,分析其对电力系统单位调节功率以及惯性时间常数的影响机理,进而获得风电动态渗透率变化对agc参数设定及控制性能影响的对应关系。（3）以MPC作为基础控制策略应用于含风电电力系统的agc模型中,从预测模型、滚动优化和反馈校正等方面,阐述了MPC的基本原理和控制机制,并通过Matlab/Simulik构建两区域电力系统agc模型,仿真验证了MPC作为控制器进行自动发电控制的有效性。（4）在MPC基础上,结合风电功率输出不确定性对agc系统参数设定的影响,提出补偿型MPC控制策略,构建传统MPC与补偿环节的串联结构形式,并针对电力系统在不同风电动态渗透率下的频率特性,采用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）对补偿环节参数进行优化,通过补偿环节参数随渗透率改变的动态调整机制的设计,使控制器能够适应风电功率输出的不确定性变化。（5）在Matlab/Simulik环境下进行仿真验证,通过模拟风机连锁故障、风电机组和常规机组的进入和撤出等导致风电动态渗透率发生改变时,所提方法对系统频率控制的可行性与有效性。

关键词：自动发电控制（agc）模型预测控制（MPC）风电动态渗透率惯性时间常数补偿策略

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大规模风电并网的频率特性及agc模型研究

大规模风电并网的频率特性及AGC模型研究

作者：莫哲广东工业大学

学位级别：硕士

随着全球化石油能源逐渐枯竭,可再生能源在各国能源战略中占据着越来越重要的地位。风能以其清洁,蕴藏量巨大,技术相对成熟等优势成为世界各国开发绿色能源的首选。2006来以来,我国的风电事业也进入了跨越式发展阶段。由于风能具有间歇... 详细信息

随着全球化石油能源逐渐枯竭,可再生能源在各国能源战略中占据着越来越重要的地位。风能以其清洁,蕴藏量巨大,技术相对成熟等优势成为世界各国开发绿色能源的首选。2006来以来,我国的风电事业也进入了跨越式发展阶段。由于风能具有间歇性和随机性的特点,无形中给电力系统运行和调控带来了巨大挑战。由于风电出力的随机性和波动性,系统节点有功波动剧烈,大大加大了并网系统频率控制的难度。本文是基于长过程动态仿真程序的自动发电控制（agc）模型,该模型主要针对一次、二次调频相关的调速器、自动发电控制（agc）控制的锅炉、汽机、水机等实测参数变化,由自动发电控制（agc）调控和常规机组爬坡速度约束,随着风电出力波动,通过控制其他可调机组的出力,达到控制风电接入电网对频率的要求。根据西北某区域电网的实际结构,选取西北某区域电网2011年冬季基础大方式作为算例,其中西北某区域电网各个区之间采用TBC-TBC模式（即联络线功率及频率偏差控制模式）,设置了一个两区域自动发电控制（简称agc）模型,区域1为A省电网,区域2由B省电网、C省电网、D省电网及E省电网组成,检测区域控制偏差（ACE）信号的联络线为A省与邻近四省的省间联络线,研究A省某风电基地的风电出力较严重波动情况、西北某区域电网的自动发电控制（agc）方案及控制策略,重点仿真研究了自动发电控制（agc）电厂及调频容量的确定;自动发电控制（agc）基本方案的计算分析;有无自动发电控制（agc）调控的比对分析;与风电场有功控制的协调等方面内容。根据仿真结果分析西北某区域电网长时间尺度大规模风电接入时自动发电控制（agc）平抑频率波动的效果。仿真结果表明,如果大规模风电接入的电网构建合适的agc控制将能够有效抑制风电引发的有功平衡以及频率波动。

关键词：风电并网频率调节长过程动态仿真程序（FDS）自动发电控制（agc）

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单元发电机组热网负荷逻辑研究与优化

中国电力 2013年第8期46卷 105-107页

作者：郑伟赵猛天津职业大学天津300410 天津华能杨柳青热电有限责任公司天津300380

以某热电厂300 MW燃煤供热发电单元机组为例,首先介绍了单元机组的组成及热网系统的工作流程和主要监控参数。通过分析热网负荷逻辑中存在的测量供热蒸汽流量不准确的问题以及对单元机组协调控制系统的影响,给出了更改计算热网负荷逻辑... 详细信息

以某热电厂300 MW燃煤供热发电单元机组为例,首先介绍了单元机组的组成及热网系统的工作流程和主要监控参数。通过分析热网负荷逻辑中存在的测量供热蒸汽流量不准确的问题以及对单元机组协调控制系统的影响,给出了更改计算热网负荷逻辑的方案,并在新的计算逻辑中增加热负荷的变化率和大小值限制。修改完善后的热网负荷逻辑在实际运行当中效果良好,单元机组在热网系统投入运行后的整体性能同样稳定,达到了提高机组安全性和经济性的目的。

关键词：热网热负荷单元发电机组自动发电控制（agc）协调控制分散控制系统（DCS）