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电力系统中负荷扰动纷繁多样,自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)因能及时平衡负荷扰动而得到了广泛的利用。由于自动发电控制机组改变出力会带来额外的发电成本和污染物排放,如何合理进行负荷分配来降低发电成本和污染物排放是自动发电控制系统运行过程中亟需解决的问题。除此之外,制定合理的频率控制策略并保证负荷接入时供电频率稳定仍是自动发电控制的最主要目的。本文针对互联电网AGC系统的负荷分配以及频率控制问题展开研究,主要研究内容如下:(1)首先考虑了一种单个区域包含多个机组的两区域互联电网AGC系统,给出了其系统框架;然后分析了互联电网组合应用特性,并针对TBC-TBC控制模式的不足同时选取频率偏差和联络线交换功率偏差作为控制对象;最后建立了包括调速器、汽轮机、发电机-电力系统和联络线等环节在内的单区域单机组的动态模型,为后续的负荷分配及频率控制的研究提供基础。(2)基于粒子群优化算法提出了一种负荷多目标优化分配策略。首先通过设定频率偏移因子和自然频率特性系数来选择区域调节责任分配方式;然后考虑经济性和环保性指标建立了单区域多机组自动发电控制负荷优化分配模型,通过设置平衡机组的方式使得机组出力严格满足计及网络损耗时的等式及不等式约束条件;最后针对多目标粒子群优化算法存在的局部最优、最优解分布不均匀等问题,利用优化系数联动、引入精英交叉算子和基于拥挤度排序等方法对其进行改进,并选取模糊隶属度函数筛选Pareto解集得到唯一负荷优化分配结果。(3)针对两区域互联AGC系统提出了一种频率模型预测控制策略。首先以单区域单机组动态模型为基础建立了两区域互联AGC系统的动态模型;然后利用负荷优化分配结果计算得到分配因子,并进一步推导包含分配因子在内的状态空间方程;最后设计了频率模型预测控制器对电网频率、区域控制偏差和联络线交换功率等变量进行控制。在确保经济性和环保性指标的基础上又满足了对电网频率等参数的动态控制要求。在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统的仿真模型,对本文所提的负荷分配和频率控制策略进行了验证。仿真结果证明了所提方法和策略的可行性、有效性。