随着我国电力市场迅速蓬勃的发展,现代电网区域问的互联程度也日益提高,目前电网已经成为由多个控制区域组成的多区域互联电力系统。电力系统运行优劣的重要衡量标准即频率和电压稳定与否,有功功率和无功功率分别决定了频率和电压的变化。因此,电力系统的稳定控制问题可以分解为两个独立的控制问题,一个是有功功率和频率控制,另一个是无功功率和电压控制,其中有功功率和频率控制被称作负荷频率控制。本文研究的就是电力系统的负荷频率控制：首先,针对传统的负荷频率控制策略设计起来比较复杂、得到的控制器阶数过高工业实际中难以应用,提出基于动态矩阵控制的PID控制器设计方法,并将其应用到电力系统的负荷频率控制问题。动态矩阵控制方法无需被控对象的详细数学模型,设计过程简单,可取得较好控制效果。但是,采用滚动优化的动态矩阵控制需要较强的计算处理能力,在常规分散控制系统上实现困难。为此,本文利用无约束动态矩阵控制的闭环形式,将其近似为PID控制器,方便其工程实现。仿真表明所提及的控制方法使得抗负荷扰动性、鲁棒性等各方面都取得了较好的结果。其次,针对互联电力系统建模不是很精确并且抗干扰性要求高的问题,采用一种基于主动补偿的鲁棒控制器Tornambe控制进行设计。将Tornambe控制器应用于多区域负荷频率控制系统中,该方法有效克服了传统控制方法对电力系统设计复杂和不易于工业实现的缺陷。对四区域的电力系统进行仿真,并且与传统分散状态反馈控制方法进行比较,结果表明该方法有效,对复杂的电力系统能取得良好的控制效果。本文的基本思路是在保持种群多样性的前提下,搜索初期加强全局搜索能力并在搜索后期加强算法的局部搜索能力,从而提高算法的收敛速度和精度,通过改进一种自适应查分进化算法来达到优化负荷频率控制系统的目的。几个区域的互联电力系统实例的优化仿真研究结果显示,就优化PI控制器参数性能上来说,改进后的优化算法优于传统的优化算法,即保证系统具有良好的动态性能下仍具有很好的鲁棒特性。最后,本文采用线性自抗扰控制技术对负荷频率控制系统进行了设计。自抗扰控制能把对象模型的各种不确定因素当作扰动,然后通过一个扩张的状态观测器估计出来并且补偿,因此能取得较好的解耦效果,从而达到系统在未知的强扰作用下其鲁棒性、适应性增强的效果。由于自抗扰控制器在设计时需要整定大量参数,对于多区域互联电力系统,待整定参数数目将十分庞大,本文利用差分进化算法对自抗扰控制参数进行整定,优化出每个参数的最优值,得到了良好的控制效果。通过研究,可以得出结论：采用本文所提出的先进控制算法对负荷频率控制系统进行设计优化可以大大提高其性能,研究所得出的控制器在现实中也是可行的。