基于交替方向乘子法的分布式负荷频率控制策略

李玲芳，陈义宣，许岩，文福拴

(1. 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心，昆明市 650011；2. 浙江大学电气工程学院，杭州市 310027)

0 引 言

负荷频率控制 (load frequency control, LFC) 指根据系统频率变化和联络线传输功率变化调节发电机的有功出力，从而使电力系统频率和联络线交换功率维持在设定的允许范围内[1]。由于很难精确预测负荷需求，需要实时调整发电机有功出力以跟踪负荷需求的动态变化，从而维持系统频率在给定的允许范围之内。导致系统实际频率偏离额定频率。LFC对抑制系统频率偏差和区域间联络线上的功率偏差从而维持电力系统安全稳定运行具有重要意义。

电力系统频率调节包括一次调频和二次调频[2]。在二次调频中，通常采用比例-积分(proportional-integral，PI)控制。不过，PI控制的动态性能高度依赖其增益，而高增益一方面可以提高系统的响应速度，另一方面会恶化系统动态行为从而可能导致系统频率振荡和失稳。在此背景下，本文研究如何设计分布式最优LFC策略来进行二次调频以实现频率偏差为0且系统动态性能最优。

为提升LFC的性能，现有文献中采用了一些先进控制方法设计负荷频率控制器。文献[3-5]采用鲁棒控制策略抑制负荷变化导致的系统频率偏差。文献[6-7]研究了计及通信延迟情况下负荷频率控制器的设计问题。文献[8-9]采用自适应控制策略提升系统运行点发生变化时的系统控制性能。文献[10]采用最优控制策略抑制系统频率偏差和联络线功率偏差。……