采用先进滑模控制的互联电力系统负载频率控制，结合可再生能源

《IEEE Access》：Load Frequency Control for Interconnected Power System Integrated with Renewable Energy Using Advanced Sliding Mode Control

　　

摘要：

可再生能源（RES）的快速整合对维持多区域互联电力系统的稳定性带来了重大挑战。这些能源的间歇性和不确定性导致的扰动加剧了发电与负荷消耗之间的不平衡，从而引起频率偏差和联络线功率偏差。为有效解决这些问题，本文首次提出了一种新型的单相双积分滑模控制（SP-DI-SMC）方法，用于复杂的多源、多区域互联电力系统中的负荷频率控制（LFC）。所提出的系统模型结合了水力和热力等传统发电方式以及风能和太阳能发电等高比例的可再生能源，使其更加符合实际情况。该控制方法利用李雅普诺夫稳定性理论严格保证了系统的稳定性。其新颖的架构，特别是双积分部分和单相部分（无需相位校正），显著提升了系统的瞬态响应能力。双积分项有效消除了稳态误差并最小化了超调现象，而单相部分使系统快速稳定在目标滑模面上，从而实现了极快的收敛时间。通过六种不同场景的广泛仿真验证了该控制器的性能和鲁棒性，这些场景包括连续和随机负荷变化、严重的可再生能源波动、联络线参数或功率的突然变化，以及模型参数不匹配的情况。结果显示，频率偏差（?f）和联络线功率偏差（?Ptie）能够迅速收敛到平衡状态，超调幅度很小（?f1 = -0.0058 Hz, ?f2 = -0.0038 Hz, ?Ptie = 0.00012 p.u.MW），收敛时间不到1.3秒。与以往的滑模控制方案相比，该方法的性能更优、响应更快、鲁棒性更高...

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