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基于双人零和博弈的孤岛微电网有界
L 2增益负荷频率控制Bounded
L 2-gain Load Frequency Control for Islanded Microgrid Based on Two-player Zero-sum Game- 电力系统自动化 2024年48卷第3期 页码：93-102
- 作者机构：
河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 211100
- 作者简介：
李寅生（1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：微电网控制、可再生能源发电控制。E-mail：15150693623@139.com
王冰(1975—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：可再生能源发电控制、多智能体网络控制。E-mail：icekingking@hhu.edu.cn
陈玉全(1992—)，男，博士，讲师，硕士生导师，主要研究方向：微电网控制、分布式发电控制。E-mail： 20200068@hhu.edu.cn
- 基金信息：国家自然科学基金资助项目(51777058);江苏省自然科学基金资助项目(BK20221500)
DOI：10.7500/AEPS20230618003
中图分类号：收稿：2023-06-18，
修回：2023-09-24，
网络出版：2023-11-09，
纸质出版：2024-02-10
- 稿件说明：
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李寅生,王冰,陈玉全等.基于双人零和博弈的孤岛微电网有界L2增益负荷频率控制[J].电力系统自动化,2024,48(3):93-102.
LI Yinsheng,WANG Bing,CHEN Yuquan,et al.Bounded L2-gain Load Frequency Control for Islanded Microgrid Based on Two-player Zero-sum Game[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):93-102.
李寅生,王冰,陈玉全等.基于双人零和博弈的孤岛微电网有界L2增益负荷频率控制[J].电力系统自动化,2024,48(3):93-102. DOI： 10.7500/AEPS20230618003.
LI Yinsheng,WANG Bing,CHEN Yuquan,et al.Bounded L2-gain Load Frequency Control for Islanded Microgrid Based on Two-player Zero-sum Game[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):93-102. DOI： 10.7500/AEPS20230618003.
摘要
针对含不确定建模误差和新能源接入的孤岛微电网，提出了一种结合有界
L
2
增益基线控制和扰动补偿的综合负荷频率控制（LFC）方法。首先，推导了微电网的全驱模型，将建模误差和新能源的影响总结成一个综合扰动。为提高系统的鲁棒性，该综合扰动被定义成控制信号的对手玩家。进一步，关于扰动抑制的有界
L
2
增益问题被等价成求解综合扰动和控制信号的零和博弈Nash均衡，由此推导出有界
L
2
增益基线控制器。为改善频率的二次控制，设计了基于五阶广义积分观测器的扰动补偿控制，并在此基础上引入了一种针对发电速率约束（GRC）的新型抗发电速率约束（anti-GRC）措施。最后，搭建了16 MW的新能源-柴油混合微电网仿真模型，并在多种工况下对所提出的综合LFC方法进行测试，验证了其有效性。
Abstract
Focusing on the islanded microgrid with uncertain modelling error and renewable energy integration
an integrated load frequency control (LFC) method combining the bounded
L
2
-gain baseline control and disturbance compensation is proposed. First
the full-actuated model of microgrid is derived
and the influence of modelling error and renewable energy is summarized into an integrated disturbance. To improve the system robustness
the integrated disturbance is defined as the opponent of the control signal. Further
the bounded
L
2
-gain problem regarding the disturbance suppression is equivalent to solving the Nash equilibrium of zero-sum game between the integrated disturbance and the control signal. Thus the bounded
L
2
-gain baseline controller is derived. To improve the secondary frequency regulation
a disturbance compensation control based on the fifth-order generalized integral observer is designed. And a new anti-GRC measure for generation rate constraint (GRC) is introduced on this basis. Finally
a 16 MW renewable energy-diesel hybrid microgrid simulation model is constructed
and the proposed integrated LFC method is tested under various operation conditions to verify its effectiveness.
关键词
Keywords
references
邹屹东 ， 钱晶 ， 张文英 ， 等 . 基于CPSOGSA算法的风-光-小水电微电网负荷频率最优H 2 /H ∞ 鲁棒控制 ［J］. 电力系统保护与控制 ， 2022 ， 50 （ 11 ）： 42 - 51 .
ZOU Yidong ， QIAN Jing ， ZHANG Wenying ， et al . Optimal H 2 /H ∞ robust control for the load frequency of a microgrid including wind power-photovoltaic-small hydropower based on CPSOGSA ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 11 ）： 42 - 51 .
王杨 ， 唐俊苗 ， 赵劲帅 ， 等 . 基于自适应虚拟阻抗控制的孤岛微电网电能质量优化策略 ［J］. 电力系统自动化 ， 2023 ， 47 （ 7 ）： 63 - 73 .
WANG Yang ， TANG Junmiao ， ZHAO Jinshuai ， et al . Power quality optimization strategy in islanded microgrid based on adaptive virtual impedance control ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 7 ）： 63 - 73 .
FU Y ， ZHANG H Y ， MI Y ， et al . Control strategy of DFIG in hybrid micro-grid using sliding mode frequency controller and observer ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2018 ， 12 （ 11 ）： 2662 - 2669 .
边晓燕 ， 印良云 ， 丁炀 ， 等 . 基于深度信念网络的低风速风电参与微电网频率优化控制 ［J］. 电力自动化设备 ， 2020 ， 40 （ 6 ）： 76 - 82 .
BIAN Xiaoyan ， YIN Liangyun ， DING Yang ， et al . Frequency optimization control of microgrid with LWTGs based on deep belief network ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 6 ）： 76 - 82 .
RAMESH M ， YADAV A K ， PATHAK P K . Intelligent adaptive LFC via power flow management of integrated standalone micro-grid system ［J］. ISA Transactions ， 2021 ， 112 ： 234 - 250 .
杨挺 ， 张璐 ， 张亚健 ， 等 . 基于信息熵计算模型的电力信息物理系统融合控制方法 ［J］. 电力系统自动化 ， 2021 ， 45 （ 12 ）： 65 - 74 .
YANG Ting ， ZHANG Lu ， ZHANG Yajian ， et al . Fusion control method for cyber-physical power system based on information entropy calculation model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 12 ）： 65 - 74 .
GUHA D ， ROY P K ， BANERJEE S . Equilibrium optimizer-tuned cascade fractional-order 3DOF-PID controller in load frequency control of power system having renewable energy resource integrated ［J］. International Transactions on Electrical Energy Systems ， 2021 ， 31 （ 1 ）： 1 - 25 .
JALALI N ， RAZMI H ， DOAGOU-MOJARRAD H . Optimized fuzzy self-tuning PID controller design based on Tribe-DE optimization algorithm and rule weight adjustment method for load frequency control of interconnected multi-area power systems ［J］. Applied Soft Computing ， 2020 ， 93 ： 106424 .
TAN W . Tuning of PID load frequency controller for power systems ［J］. Energy Conversion and Management ， 2009 ， 50 （ 6 ）： 1465 - 1472 .
马苗苗 ， 潘军军 ， 刘向杰 . 含电动汽车的微电网模型预测负荷频率控制 ［J］. 吉林大学学报（工学版） ， 2019 ， 49 （ 5 ）： 1644 - 1652 .
MA Miaomiao ， PAN Junjun ， LIU Xiangjie . Model predictive load frequency control of microgrid with electrical vehicles ［J］. Journal of Jilin University （Engineering and Technology Edition） ， 2019 ， 49 （ 5 ）： 1644 - 1652 .
杨丽 ， 孙元章 ， 徐箭 ， 等 . 基于在线强化学习的风电系统自适应负荷频率控制 ［J］. 电力系统自动化 ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 74 - 83 .
YANG Li ， SUN Yuanzhang ， XU Jian ， et al . Adaptive load frequency control of wind power system based on online reinforcement learning ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 74 - 83 .
梁煜东 ， 陈峦 ， 张国洲 ， 等 . 基于深度强化学习的多能互补发电系统负荷频率控制策略 ［J］. 电工技术学报 ， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1768 - 1779 .
LIANG Yudong ， CHEN Luan ， ZHANG Guozhou ， et al . Load frequency control strategy of hybrid power generation system： a deep reinforcement learning-based approach ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 7 ）： 1768 - 1779 .
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 .
谭文 ， 周宏 ， 傅彩芬 . 负荷频率控制系统的线性自抗扰控制 ［J］. 控制理论与应用 ， 2013 ， 30 （ 12 ）： 1580 - 1588 .
TAN Wen ， ZHOU Hong ， FU Caifen . Linear active disturbance rejection control for load frequency control of power systems ［J］. Control Theory & Applications ， 2013 ， 30 （ 12 ）： 1580 - 1588 .
ZHENG Y M ， CHEN Z Q ， HUANG Z Y ， et al . Active disturbance rejection controller for multi-area interconnected power system based on reinforcement learning ［J］. Neurocomputing ， 2021 ， 425 ： 149 - 159 .
LI W G ， ZHANG M M ， DENG Y Q . Consensus-based distributed secondary frequency control method for AC microgrid using ADRC technique ［J］. Energies ， 2022 ， 15 （ 9 ）： 3184 .
LI Y S ， WANG B ， CHEN Y Q . A novel decoupled synchronous control method for multiple autonomous unmanned linear systems： bounded L 2 -gain for coupling attenuation ［J］. Applied Sciences ， 2022 ， 12 （ 15 ）： 7551 .
张纯江 ， 徐菁远 ， 庆宏阳 ， 等 . 主从结构微电网逆变器离网全过程平滑切换控制策略 ［J］. 电力系统自动化 ， 2022 ， 46 （ 23 ）： 125 - 133 .
ZHANG Chunjiang ， XU Jingyuan ， QING Hongyang ， et al . Seamless transferring control strategy for master-slave microgrid inverter in whole off-grid process ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 23 ）： 125 - 133 .
WANG Y ， ZHOU R ， WEN C . Robust load-frequency controller design for power systems ［J］. IEE Proceedings C： Generation， Transmission and Distribution ， 1993 ， 140 （ 1 ）： 11 - 16 .
JIAO Q ， MODARES H ， XU S Y ， et al . Multi-agent zero-sum differential graphical games for disturbance rejection in distributed control ［J］. Automatica ， 2016 ， 69 ： 24 - 34 .
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