基于Ziegler-Nichols优化算法的火电机组负荷频率PID控制研究

于国强，刘克天，胡尊民，汤可怡，史毅越

（1.江苏方天电力技术有限公司，江苏 南京 211102；2.南京工程学院电力工程学院，江苏 南京 211167）

近年来随着风电、光伏为代表的分布式新能源不断并入电网，电网系统负荷峰谷差逐渐加大，而电网的消纳能力有限，造成大量弃风弃光现象[1-2]。火电机组是电网调峰的主要电源，机组深度调峰运行时的二次调频动态特性引起了很多电网单位的高度关注，已有文献对调峰机组调频性能展开研究。

文献[3]针对常规机组和分布式新能源机组的负荷频率控制策略展开了比较研究。文献[4]将火电机组简化为典型的非线性动态模型，通过机理分析模型中主要参数的变化规律，进一步将控制方法应用于实际机组深度调峰中。Toulabi M R 等使用哈里通诺夫定理来设计电力系统的负荷频率控制，设计后系统鲁棒性良好[5]。文献[6]重新定义了外界扰动后的电力系统动态频率，目前得到了广泛的应用。火电机组进行深度调峰运行时，其一次调频性能已发生较大变化。文献[7]针对常规模型辨识要求初始与结束状态必须达到稳态的问题，提出了一种全局搜索能力更优的改进群优化算法。分析表明在深度调峰状态下一次调频能力与常规负荷条件下相比调频裕度变大。文献[8]针对火电机组进行深度调峰的一次调频性能与经济性之间的矛盾，提出一次调频优化控制策略，该策略较好地兼顾了两者，但未考虑机组的二次调频。文献[9]在简化的系统负荷频率控制（LFC）模型上采用灰狼优化（GWO）算法结合PID 控制器取得了较好的控制性能，但未考虑区域内多机组的出力分配情况。……