デュアルレートサンプリング適応形負荷周波数制御: University of the Ryukyus Repository

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Title

デュアルレートサンプリング適応形負荷周波数制御

Author(s)

山下, 勝己; 平安, 充; 宮城, 隼夫

Citation

琉球大学工学部紀要(42): 85-90

Issue Date

1991-09

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12000/5493

Rights

(2)

85 A Load Frequency Self-Tuning Regulator

Based on Dual-Rate Sampling

Katsumi YAMASHITA*.

Mituru HIRAYASU··

Hayao MIYAGI*

Summary

This paper presents a new method of designing a load frequency

self - tuning regulator for power system based on dual- rate sampling.

The method is applied to a two - area power system provided with

reheat

type

turbines and

then

the control

effect of

the

proposed

regulator is compared with that of standard sampling self - tuning

regulator using digital simulasions.

Key

Words : Self-Tuning Regulator, Load Frequency Control. Dual- Rate

Sampling, Power Systems

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Dept. of Electronics and Information Eng., Fac. of Eng.

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デュアルレートサンプリング適応形負荷周波数制御：山下・平山・宮城 8６適応形負荷周波数制御器を文献⑪を基盤に構築するとともに，本制御器を再熱式火力系からなる２地域電力系統モデルに適用し，本制御方式の有効性を周波数偏差および連系線潮流偏差などの時間応答波形より検証する． j毎に次のようにまとめる． Andｕ(ｔ－(k－１)j－１）＝…＝Andｕ(t＋kj）(4) （k＝１，２]…Ⅲｓ）但し１ｓは（ｍ＋j－１）／jを切り上げした整数値である．このとき，(2)式に対するディアルレートサンプリングモデルが次式のように得られる．２．制御則の決定再熱式火力系統からなる２地域電力系統の第ｉ地域の動特性式は，地域制御誤差βｌＡｆｉ（t）＋ＡＰｔｉｏｉ（t）をｙｉ（t）に，スピードチェンジャ位置の基準値からの偏差をｕ，（t）にとることにより次式のように与えることができる．

X(q-1)Andy(t＋j)＝F(q-j)Andu(t）（５）

但し，

Ｘ(q-1)＝１＋五ｊｑ－ｊ＋颪zq-j-I＋…＋anq-n-j+’

へ－

ri(q-j)＝Ii,＋F2q-j＋Br3q-2j＋…＋Bsq-(s-1》’

Ａ(q-L)ｙ(t)＝Ｂ(q-1)ｕ(t)＋Ｃ(q~'）の(t）（１）但し，Ａ(q-`)＝１＋alq-1＋ａ２ｑ－２＋…＋ａｎｑ－ｎＢ(q~')＝b1q-1＋ｂ２ｑ－‘＋…＋ｂｍｑ－ｍｃ(q-1)＝ＣＯ＋ｃｌｑ－'十czq-z＋…＋cpq-P 次に，(5)式に対する評価関数を次式で定義する．Ｊ＝ｙ（t＋j）２＋ｒ（AndＵ(t））２ (6) 但し，ｒは制御量に対する重みを示す．なお，上記の評価関数は制御入力の代りに制御入力の変化率を抑えることにより，間接的に大きな制御入力の抑制をはかっているこのときⅢ評価関数Ｊを最小にする最適制御入力は．評価関数Ｊを制御入力AndＵ(t）で偏微分した．上式において！ｕ(t)およびｙ(t）は時刻ｔでのプラントの入出力を表し，⑩(t）はｎ．次の時間多項式の負荷外乱を表す．なおり記述の煩雑さをさけるため添字ｉを省略している．今，(1)式にt＝t＋jを代入して得られる関係式と(1) 式との差のｎ.階差分をとることにより，次式のような負荷外乱項が除去された入出力関係式が得られる．０Ｊ

＝２５（l-ZI(q-1)And)ｙ(t＋j）

OAndU(t）

＋２Ｂ,(百(q-l)AndＵ(t))＋２rムndU(t）（７）

Ａ(q~')Andy(t＋j)＝Ｂ(q~j)Andｕ(t＋j）（２）但し， And＝（１－q-j）、。を零と極き]AndＵ(t)について解くことにより，次式のように求められる

一石,（１－Ｘ(q-1)And)ｙ(t＋j）

AndＵ(t)＝ (8) ｒ＋ｂｌＢ(q-｣）更に，文献⑪の考え方に基づき次式で示すなお、上記のパラメータａｊ，ａ，！…，ａｎ１ｂｌ，ｂ２，…，ｂｓは各サンプリング周期毎にオンラインで同定され，

同定されたパラメータａ１，ａ２，…，且､，Ｂｉ，Ｂ２,…，

ｂｓを用いて(8)式の制御則を計算することになる．それ故，パラメータ推定計算を実施するため(5)式をＰ(q-j)＝１＋plq-l＋ｐ２ｑ－`＋…＋ｐ｣－１q-q-l）（３）を(2)式の両辺に乗じAndy(t＋j￣1),Andy(t+j－２)， …，Andｙ(t＋1）の項を除去すると共に，制御入力を

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琉球大学工学部紀要第42号，1991年 8７次式のように変形する．Ａｎｄｙ（t）＝ＯＴＧ（ｔ－ｊ）（９）但し，

０？＝［且,，且幽…Ⅲａｎｂｈｂ２ｂ…，６s］

竺悸Ｈ

ど(ｔ－ｊ）T＝

［＿Andｙ(ｔ－ｊ）…－Ａ､｡ｙ(ｔ－ｎ－ｊ＋１）

AndＵ(ｔ－ｊ）…Ａｎｄｙｑ－Ｓｊ）］【】このとき．未知パラメータＯは次式の繰返し形パラメータ推定アルゴリズムにより同定される．Ｆｉｇ．１Blockdiagramo『ａｔｗｏ－ａｒｅａｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．ｒ(ｔ－ｊ）ど(ｔ－ｊ）

ｏ(t)＝ｏ(t-j）＋，＋E(t-j)でＴｑ－ｊ）ど(t-j）

xundy(t)－０(ｔ－ｊ）６（ｔ－ｊ）］⑩

但し， TablelSystemparameters．「(t-j)e(t-j)S(ｔ－ｊｙｒ(t-j）

｢(t)＝｢(t-j)－，＋G(t-j)で｢(t-j）Ｇ(t-j）

Ｏ＜八(t)≦１，０≦ん(t）＜２．「⑪＞0 ３．シミュレーション結果本制御方式の有効性を検証するために，図１に示す再熱式火力系からなる２地域電力系統を対象モデルとする．なお，各パラメータ値については表１に示す．また，シミュレーションに用いる負荷外乱を次式で示すステップ負荷外乱とする．

△u(1)一一:÷[伽畠且,q-"Ｍ）

ｒ＋ｂ，

＋三,`,q-…Ａｕ(')］鰯

但し，

（０≦ｔ＜４０）⑪

(４０≦ｔ） 0.01ｐｕＭＷｑＯ２ｐｕＭＷ

｛

ＡＰ（t）

△ｙ(t)＝ｙ(t)一ｙｑ－ｊ)ＩＡＭＬ)＝ｕ(1)－ｕ(t-j）

なお，推定パラメータの初期値は６－１しと，それ

以外は零とした．また，行列「の初期値は「(0）＝Ｉ ×１０３，町（t）およびル（t)の値をそれぞれ１とこのとき，最適制御則は(8)式に、｡＝１を代入した次式となる

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デュアルレートサンプリング適応形負荷周波数制御：山下・平山・宮城 8８した．まず，観測と制御のサンプリング周期が同一であるシングルレートサンプリング［No.１］およびサンプリング周期が異なるディアルレートサンプリング［No.２］の適応形負荷周波数制御器を、＝ｍ＝３および「＝１に対して櫛簗する．このとき観測サンプリング周期Ｔｓに対する制御器No.１およびNo.２の制御効果を調べるため，次式の２乗積分を定義する０００００００００００００００００００ ■Ｐ■■凸●●●■ ４３２１０１２３４『｜』『一刺‐三×閏ニロコ

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琉球大学工学部紀要第42号，1991年 8９４．むすび本論では，観測と制御のサンプリング周期が異なるディアルレートサンプリング適応形負荷周波数制御器を構築すると共に，本制御器を再熱式火力系からなる２地域電力系統モデルに適用し，木制御方式の有効性を検証した．０．２０５０５００５０１１０００ｌ ●●●の■● ００００００一’一一【‐三ｘエエコロ一・【抄』勺参考文献

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