[发明专利]一种基于模型预测的温控负荷参与微电网调控方法及系统

权利要求书

1.一种基于模型预测的温控负荷参与微电网调控方法，其特征在于，所述方法包括：

温控负荷描述步骤、以温控负荷的基本物理模型为基础，结合设定的影响因素约束构建用于描述设定区域集群温控负荷性能的负荷聚合模型；

电网模型确定步骤、基于目标互联区域的负荷聚合模型构建温控负荷参与互联微电网的系统结构模型，并确定该微电网系统对应的微电网系统控制数学模型；

预测控制步骤、综合互联微电网系统对应的负荷聚合模型和系统控制数学模型，引入模型预测控制机制，依据设定的优化约束策略设计互联微电网系统的调频控制器；

在所述预测控制步骤中，基于以下原则设计互联微电网系统的模型预测状态方程，作为调频控制器：

在考虑柴油发电机组的发电机速率约束，发电机组控制输入约束，温控负载的控制输入约束和温度约束的基础上，控制发电机功率变化量与温控负荷功率变化量的值，使微电网的区域频率偏差及联络线偏差满足设定的数值要求；

其中，基于当前时刻的状态量和干扰量，使用二次规划方式所述模型预测状态方程对应的目标函数进行求解，获取满足要求的各控制量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述温控负荷描述步骤中，利用一阶等效热参数模型作为温控负荷的基本物理模型，设置温控负荷的响应速度为影响因素，构建所述负荷聚合模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温控负荷描述步骤中，还包括：设置温控负荷的调节功率以及温控负荷用户侧温度的边界值作为影响因素约束。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述微电网系统控制数学模型的过程中，用区域控制误差表征互联微电网系统中负荷和发电机之间的功率匹配程度，分析确定温控负荷参与互联微电网的状态空间模型，作为该微电网系统的控制数学模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过下式描述互联微电网系统的区域控制误差：

其中，为发电机组的转动惯量，P_dgi为发电机功率，P_di为电网扰动，P_tie为联络线功率，ω_i为电网频率，B_i为区域误差系数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将求解得到的最佳控制量用作互联微电网系统当前时刻的控制信号，预测获取未来设定时刻的状态量。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可实现如权利要求1～6中任一项所述方法的程序代码。

8.一种基于模型预测的温控负荷参与微电网调控系统，其特征在于，所述系统包括：

温控负荷描述模块，其配置为以温控负荷的基本物理模型为基础，结合设定的影响因素约束构建用于描述设定区域集群温控负荷性能的负荷聚合模型；

电网模型确定模块，其配置为基于目标互联区域的负荷聚合模型构建温控负荷参与互联微电网的系统结构模型，并确定该微电网系统对应的微电网系统控制数学模型；

预测控制模块，其配置为综合互联微电网系统对应的负荷聚合模型和系统控制数学模型，引入模型预测控制机制，依据设定的优化约束策略设计互联微电网系统的调频控制器；

所述预测控制模块配置为：基于以下原则设计互联微电网系统的模型预测状态方程，作为调频控制器：

在考虑柴油发电机组的发电机速率约束，发电机组控制输入约束，温控负载的控制输入约束和温度约束的基础上，控制发电机功率变化量与温控负荷功率变化量的值，使微电网的区域频率偏差及联络线偏差满足设定的数值要求；

其中，基于当前时刻的状态量和干扰量，使用二次规划方式所述模型预测状态方程对应的目标函数进行求解，获取满足要求的各控制量。