Coordinated Power Control with Active Disturbance Rejection for Integrated Solar Combined Cycle System

Ting YANG; Zihui TANG

doi:10.7500/AEPS20210414001

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Coordinated Power Control with Active Disturbance Rejection for Integrated Solar Combined Cycle System

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Coordinated Power Control with Active Disturbance Rejection for Integrated Solar Combined Cycle System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 6, Pages: 92-101(2022)
- 作者机构：
  
  智能电网教育部重点实验室，天津大学，天津市 300072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China-State Grid Joint Fund for Smart Grid(U2066213);National Key R&D Program of China(2017YFE0132100)
- DOI：10.7500/AEPS20210414001
  CLC：
- Received：14 April 2021，
  
  Revised：2021-09-17，
  
  Published Online：21 December 2021，
  
  Published：25 March 2022
- 稿件说明：
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杨挺,唐子慧.太阳能联产系统自抗扰功率协调控制[J].电力系统自动化,2022,46(6):92-101.

YANG Ting,TANG Zihui.Coordinated Power Control with Active Disturbance Rejection for Integrated Solar Combined Cycle System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(6):92-101.
杨挺,唐子慧.太阳能联产系统自抗扰功率协调控制[J].电力系统自动化,2022,46(6):92-101. DOI： 10.7500/AEPS20210414001.

YANG Ting,TANG Zihui.Coordinated Power Control with Active Disturbance Rejection for Integrated Solar Combined Cycle System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(6):92-101. DOI： 10.7500/AEPS20210414001.

摘要

太阳能联产（ISCC）系统以太阳能热发电作为主要模块，同时匹配燃气轮机联合循环以实现系统稳定运行。但由于ISCC系统中2种不同发电设备的响应速度不同，导致系统需求侧快速变化难以同步及时响应，且系统电-热负荷需求的波动性及太阳辐射的随机变化性也将影响系统稳定运行。为此，建立了ISCC系统数学模型，并通过惯性功率补偿方法弥补2个发电子系统之间的响应速度差异。然后，对作用于系统的电-热负荷需求波动(内扰动)和太阳辐射的随机变化（外扰动）等不确定影响因素进行自抗扰控制，实现系统电功率和热功率的平稳输出。最后，基于美国国家可再生能源实验室卫星气象数据，对100 MW的ISCC系统进行了负荷波动、太阳辐射扰动等多场景仿真，验证了所提控制方法及功率补偿策略的优异性与可行性。

Abstract

The integrated solar combined cycle (ISCC) system takes the concentrating solar power (CSP) as the main module

and matches with the combined-cycle gas turbine to realize the system stable operation. However

due to the different response speeds of two types of power generation equipments in the ISCC system

the rapid changes on the system demand side can not be responded in time. At the same time

the fluctuations of the system electricity-heat load demand and the randomness of solar radiation will also affect the stable operation of the system. Therefore

this paper establishes the mathematical model of the ISCC system

and uses the inertia power compensation method to make up for the difference in response speed between the two power generation subsystems. Then

the active disturbance rejection control is carried out against the uncertain factors such as the electricity-heat load demand fluctuation (internal disturbance) and the random changes of solar radiation (external disturbance)

so the steady output of electric and thermal power is realized. Finally

based on the satellite weather data of National Renewable Energy Laboratory in USA

multi-scenario simulations such as load fluctuations and solar radiation disturbances are carried out on a 100 MW ISCC system

which verifies the superiority and feasibility of the proposed control method and power compensation strategy.

关键词

Keywords

references

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