基於數據驅動的電力系統廣域阻尼控制研究

《基於數據驅動的電力系統廣域阻尼控制研究》是依託清華大學，由陸超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於數據驅動的電力系統廣域阻尼控制研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：陸超
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

智慧型電網的一個重要發展趨勢是實現更為充分的感知和控制。但是，一方面大規模互聯電網是一個強非線性、時變和多變數耦合的複雜系統，套用傳統的基於模型控制方法時存在顯著的建模誤差，另一方面，現代廣域測量系統的迅速發展提供的大量實測數據和信息卻未得到有效利用，從而嚴重影響了電力系統仿真分析和控制器設計的準確性。目前，數據驅動是一類直接基於現場離線或線上數據而非數學模型的新型控制理論和方法，已在航天、機器人、化工等多個複雜系統控制領域得到成功套用。本項目在對比分析其主要方法特點基礎上選擇其中的近似動態規劃方法，針對電力系統廣域阻尼控制問題，研究該方法套用中的理論和技術，包括穩定性和收斂性理論基礎問題、控制器設計方法與算法、多控制器協調性。最終，本項目的研究內容將在軟硬體實現基礎上，通過典型測試系統、大區互聯電網仿真和RTDS實驗來驗證其有效性並加以改進，為複雜大電網控制探索一條基於數據和回響的新思路。

結題摘要

電力系統時變、高階非線性等特點使得基於模型的控制理論和方法在解決電力系統穩定控制時遇到了瓶頸。本項目對數據驅動控制理論在電力系統阻尼控制中的套用進行了進行理論分析和實驗驗證，以解決傳統控制方法所面臨的系統模型參數未知、高非線性等問題。研究分析了近似動態規劃方法的基本原理和收斂性問題，並在此基礎上設計了近似動態規劃方法在電力系統阻尼控制中的套用框架。進一步考慮控制器之間的相互作用，提出了一種適應於實際工程套用的移相式神經網路結構，並以南方電網為例完成了基於近似動態規劃方法的廣域阻尼協調控制研究。本項目還針對另一類數據驅動控制方法——無模型自適應控制，研究了該方法在電力系統廣域阻尼控制中的套用以及穩定性分析。基於上述理論研究和仿真，開發了一套基於數據驅動控制方法的廣域阻尼自適應協調控制系統，完成了相關設備的軟硬體開發，並將該系統套用於四川電網檢驗了上述基於數據驅動控制方法設計的廣域阻尼控制器的自適應能力和控制器之間的協調性。