Load frequency regulation is one of the most vital and complex ancillary services in a deregulated power system. Increasing penetration from renewable energy sources in an integrated power system (IPS) further escalates the related control complexity due to a considerable decrement in IPS’s effective inertia. This may incur additional costs and can even lead to the destabilization of IPS. To overcome these problems in frequency regulation, this work proposes and investigates the use of an intelligent, direct adaptive control scheme, i.e., self-tuning fractional order fuzzy PID (STFOFPID) controller with and without the presence of a recently devised energy storage unit, i.e., the redox flow battery. The IPS’ efficacy with the STFOFPID controller is validated for various contracts in a deregulated operation mode for considered three area IPS. Extensive simulation studies are carried out, and detailed comparative studies have been drawn with conventional PID and fractional order PID controllers for load frequency regulation in Poolco, bilateral, and contract-violation mode of operation. Robustness analysis in terms of parametric variations in different nonlinearities present in a reheated thermal power plant is also carried out, and the efficacy of the STFOFPID controller is established using a thorough quantitative comparative analysis. The real-time digital simulation validation of the investigated control structure has been carried out on OPAL-RT 4150 based on Xilinx Kintex-7 FPGA board with INTEL multi-core processor.

负载频率调节是放松管制电力系统中最重要和最复杂的辅助服务之一。由于 IPS 的有效惯性显着下降，可再生能源在综合电力系统 (IPS) 中的渗透率不断提高，进一步提高了相关控制的复杂性。这可能会产生额外的成本，甚至可能导致 IPS 的不稳定。为了克服频率调节中的这些问题，这项工作提出并研究了智能、直接自适应控制方案的使用，即自调谐分数阶模糊 PID (STFOFPID) 控制器，有和没有最近设计的能量存储单元，即氧化还原液流电池。IPS 与 STFOFPID 控制器的功效已针对各种合同在解除管制的操作模式下进行验证，以考虑三个区域的 IPS。进行了广泛的模拟研究，并与常规 PID 和分数阶 PID 控制器进行了详细的比较研究，用于 Poolco、双边和合同违反运行模式中的负载频率调节。还对再热火力发电厂中存在的不同非线性的参数变化进行了稳健性分析，并通过彻底的定量比较分析确定了 STFOFPID 控制器的功效。所研究的控制结构的实时数字仿真验证已经在基于 Xilinx Kintex-7 FPGA 板和 INTEL 多核处理器的 OPAL-RT 4150 上进行。在 Poolco、双边和违反合同的操作模式下，已经对常规 PID 和分数阶 PID 控制器进行了详细的比较研究，用于负载频率调节。还对再热火力发电厂中存在的不同非线性的参数变化进行了稳健性分析，并通过彻底的定量比较分析确定了 STFOFPID 控制器的功效。所研究的控制结构的实时数字仿真验证已经在基于 Xilinx Kintex-7 FPGA 板和 INTEL 多核处理器的 OPAL-RT 4150 上进行。在 Poolco、双边和违反合同的操作模式下，已经对常规 PID 和分数阶 PID 控制器进行了详细的比较研究，用于负载频率调节。还对再热火力发电厂中存在的不同非线性的参数变化进行了稳健性分析，并通过彻底的定量比较分析确定了 STFOFPID 控制器的功效。所研究的控制结构的实时数字仿真验证已经在基于 Xilinx Kintex-7 FPGA 板和 INTEL 多核处理器的 OPAL-RT 4150 上进行。还对再热火力发电厂中存在的不同非线性的参数变化进行了稳健性分析，并通过彻底的定量比较分析确定了 STFOFPID 控制器的功效。所研究的控制结构的实时数字仿真验证已经在基于 Xilinx Kintex-7 FPGA 板和 INTEL 多核处理器的 OPAL-RT 4150 上进行。还对再热火力发电厂中存在的不同非线性的参数变化进行了稳健性分析，并通过彻底的定量比较分析确定了 STFOFPID 控制器的功效。所研究的控制结构的实时数字仿真验证已经在基于 Xilinx Kintex-7 FPGA 板和 INTEL 多核处理器的 OPAL-RT 4150 上进行。