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自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)作为电力系统二次调频的重要手段,一直受到各方面的重视。随着新能源产业发展规模不断扩大,风电渗透率不断提高,风能的间歇性、随机性等特征对电网频率控制带来的不利影响已引起广泛关注。工程试验数据及相关研究表明,风力发电功率对系统容量的占比越高,对电力系统频率特性的影响越明显。本文从风电功率输出变化对AGC系统参数的影响出发,提出一种补偿型模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)策略,以应对风电功率输出的不确定性对传统AGC的负面影响。具体内容如下:(1)在AGC调频基本原理基础上,阐述了AGC各单元传递函数模型和仿真模型构建机理,形成区域互联电力系统AGC模型;并对区域之间功率交换特性、基本控制方式以及系统中的约束进行描述。(2)考虑到AGC参数对系统控制性能的决定作用,重点考察电力系统单位调节功率和电力系统惯性时间常数的变化对系统控制性能指标的影响。定义风电动态渗透率为风电实时输出功率与系统容量的比值,分析其对电力系统单位调节功率以及惯性时间常数的影响机理,进而获得风电动态渗透率变化对AGC参数设定及控制性能影响的对应关系。(3)以MPC作为基础控制策略应用于含风电电力系统的AGC模型中,从预测模型、滚动优化和反馈校正等方面,阐述了MPC的基本原理和控制机制,并通过Matlab/Simulik构建两区域电力系统AGC模型,仿真验证了MPC作为控制器进行自动发电控制的有效性。(4)在MPC基础上,结合风电功率输出不确定性对AGC系统参数设定的影响,提出补偿型MPC控制策略,构建传统MPC与补偿环节的串联结构形式,并针对电力系统在不同风电动态渗透率下的频率特性,采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对补偿环节参数进行优化,通过补偿环节参数随渗透率改变的动态调整机制的设计,使控制器能够适应风电功率输出的不确定性变化。(5)在Matlab/Simulik环境下进行仿真验证,通过模拟风机连锁故障、风电机组和常规机组的进入和撤出等导致风电动态渗透率发生改变时,所提方法对系统频率控制的可行性与有效性。