[发明专利]基于双层模型预测结构的多区域协同联合调频控制方法

权利要求书

1.一种基于双层模型预测结构的多区域协同联合调频控制方法，其特征在于：模型下层是把整个多区域AGC系统按地理区域分解成若干个各自独立但又耦合的子系统，基于分布式MPC控制实现子系统的动态频率优化控制；模型上层综合多区域AGC机组经济性能，实现全局的经济性的AGC机组稳态功率优化分配，具体步骤包括：

1)建立稳态优化层经济性MPC控制的离散状态空间模型；

2)形成稳态优化层经济性MPC控制目标函数；

3)求解稳态优化层经济性MPC控制目标函数；

4)建立动态优化层分布式MPC控制的离散状态空间模型；

5)形成动态优化层经济性MPC控制目标函数；

6)求解动态优化层分布式MPC控制目标函数。

2.根据权利要求1所述的一种基于双层模型预测结构的多区域协同联合调频控制方法，其特征在于，步骤1)具体步骤为：根据每时段的功率平衡方程选取多个区域的AGC机组出力和交流联络线交换功率构成的向量x(k)＝[P_Gi,1(k),P_Gi,2(k),…,P_tieAC,mi(k),…]^T为状态变量(由于直流联络线一般按恒功率运行，这里假设跨区域输送的功率全部由交流联络线完成，且不计线路损耗)；以多个区域的AGC机组出力增量构成的向量u(k)＝[ΔP_Gi,1(k),ΔP_Gi,2(k),…,ΔP_Gm,1(k),…]^T为控制变量；以交流联络线交换功率的净增量向量y(k)＝[ΔP_tieAC,mi,…]^T为输出变量，可建立如式的离散状态空间模型：

3.根据权利要求1所述的一种基于双层模型预测结构的多区域协同联合调频控制方法，其特征在于，步骤2)具体步骤为：基于离散状态空间模型推导出起始于y_m(k)未来一段时间内的模型输出y_m(k+h|k)，h∈(1,P_u)，P_u为预测时域；当AGC机组调节容量不充足，系统运行成本增量主要由多区域AGC机组成本净增量和交流联络线调节成本，构造如下所示的稳态优化目标：

式中为区域i的AGC机组j的煤耗量特性，a_i,j、b_i,j、c_i,_j为常系数；K_f和K_e分别为燃料价格和CO₂价格；ΔP_tieAC,mi表示交流联络线mi之间额外输送的功率，D_mi(ΔP_tieAC,mi)＝K_acΔP_tieAC,mi为交流联络线的功率调节成本，K_ac表示交流联络线的单位功率调节成本。

4.根据权利要求1所述的一种基于双层模型预测结构的多区域协同联合调频控制方法，其特征在于，步骤3)具体步骤为：在时刻k，上层MPC控制器是通过优化求解稳态优化目标得到AGC机组在未来h个时段的控制变量序列：