张守艮

（国网安徽省电力有限公司定远县供电公司，滁州 233200）

在电力系统正常运转的过程中负荷发生变化的问题经常出现，而只要负荷发生扰动便必然会造成系统频率出现偏差。基于这种情况就需要保证在对供电负荷稳定性优化控制系统设计时的科学性和合理性，通过这样来使电力系统负荷频率的稳定性和电能的质量得到有效的保障。在对负荷频率进行控制的过程中主要是为了实现以下两个效果：第一，在负荷发生变化扰动的情况下使电网负荷频率不会出现偏差，并且以此来使联络线的交换功率能够回归到最初设定的数值；第二，在一些具有不确定性的外部扰动情况和不确定参数以及不确定的系统模型出现时要保证所设计出来的控制器具有一定的鲁棒性能。

1 供电负荷稳定性优化控制系统模型

本研究之中主要考虑的是如图1之中所示具有非线性特征的供电负荷稳定性优化控制系统的原理模型：

图1 存在非线性特性的供电符合稳定性优化控制系统

在图1中，ΔPd所表示的是负荷扰动情况；Kp所表示的是发电机的增益情况；Tp所表示的是发电机时间常数；TT所表示的是汽轮机时间常数；TG所表示的是调速器时间常数；Δf（t）所表示的是频率偏差；ΔPG（t）所表示的是汽轮机的输出变化情况；ΔXG（t）所表示的是调速器气门位置的变化情况。由此发现图1电力系统主要包括三个部分：一是调节阀的动态：Gg（s）=1/（TGs+1）；二是汽轮机的动态：Gt（s）=1/（TTs+1）；三是电力系统的动态 ：Gp（s）=Kp/（TPs+1）。

由此可以将系统模型表示如下公式：

由此可导出：

我们可以将LFC问题理解为一个扰动抑制的问题，应用反馈u=-K（s）Δf镇定对象G（s），并且以此来使ΔPd对频率变化造成的影响被控制在最小的程度。但是由于调速器死区或者发电速率约束以及限幅限速等问题的影响会使系统的性能受到一定的影响，由此便造成了控制器的复杂程度和控制难度都出现增加。基于这种情况本研究以控制器的设计方向为切入点，寻求将这些影响因素消除的方法，并且从最大程度上实现简化结构和计算便捷的效果。

2 线性自抗扰控制

2.1 结构

结合国内外大量学者总结出的一些经验我们可以发现自抗扰控制并不需要了解被控对象以及扰动的完全模型，只需要对对象的相对阶和增益加以了解便可以。我们首先假设被控系统的模型如下所示：

式中，f（y，u，d）所表示的是系统一些未知的动态和相关外部扰动的组合，在对自抗扰控制进行设计的过程中假设具有一定的未知性，在这里我们将其称之为广义扰动。

在自抗扰控制的框架之中主要是通过一个ESO来对f（y，u，d）这些未知的广义扰动进行估计。可以将假设的系统模型写成

对该模拟系统的全阶Luenberger观测器进行设计如下所示：

式中，L表示的是观测器增益：

2.2 参数整定

通过上述内容可以看出一个LADRC需要设计出两组的参数，LESO的观测器增益LF和r重积分的系统状态反馈增益Ko主要是为了调节过程中的便捷性，根据相关资料显示这两组增益的整定可以具体的转化成控制器宽待和观测器宽带两个参数的整定。

考虑到LESO，可以将A-LC的特征方程转换成如下所示：

为了尽量简洁可以假设所有的观测器几点都是配置在-wo之上，由此可以推出

在广义扰动f（y，u，d）能够准确估计的情况下原系统会变成一个多重的积分模型，并且在较为接近的情况下可以得出如下的状态反馈闭环特征方程

同理如果将所有的控制器极点都配置在-wc上的话可以得出

进而得出

由此在对反馈控制律进行增益的时候也只需要对单个参数wc进行调节就可以。

由此我们可以发现LADRC的本质上是属于一种独立于被控对象模型的具有较好的普适性的控制结构，我们需要对对象的相对阶r和相应增益b来进行了解。而LADRC只需要对2个参数进行整定就可以极为简单的被控制工程师所理解，并且这个结构的本身又具备积分行为，综上在对系统进行设计的过程中不需要再额外的加入积分器。

3 结束语

本文主要针对供电负荷稳定性优化控制系统模型和线性自抗扰控制加以分析，并且针对电力系统之中所存在的非线性特性因素采用LADRC方法。文中主要研究电力系统供电负荷稳定性的优化控制策略，希望能够使控制系统的性能得到有效的提高。对于诸如实际工业控制的过程中表现出的调速器死区或者发电速率约束以及限幅限速等问题努力寻找出一定的应对方法，由此希望为电力行业良好发展提供一定的参考。