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    基于改進(jìn)模型預(yù)測控制的電-氣系統(tǒng)新能源功率波動平滑策略

    2021-09-22 01:22:16余洋賈浩陳啟維范亞洲米增強(qiáng)袁玉寶常生強(qiáng)
    電力建設(shè) 2021年9期
    關(guān)鍵詞:聯(lián)絡(luò)線增益波動

    余洋,賈浩,陳啟維,范亞洲,米增強(qiáng),袁玉寶,常生強(qiáng)

    (1.新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué)(保定)),河北省保定市 071003);2.河北省分布式儲能與微網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué)(保定)),河北省保定市 071003);3.石家莊科林電氣股份有限公司,石家莊市 050222)

    0 引 言

    對于某些特定應(yīng)用場景,集合了分布式電源、儲能裝置、可控負(fù)荷與常規(guī)負(fù)荷的微電網(wǎng)為新能源發(fā)電并網(wǎng)提供了諸多便利。然而,微網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電、光伏等新能源出力具有隨機(jī)性和間歇性,功率變化時(shí)間尺度小至幾秒,大至數(shù)小時(shí)[1-2],造成了聯(lián)絡(luò)線功率頻繁波動[3]。當(dāng)前主要利用儲能裝置對不同頻率成分的波動功率予以補(bǔ)償[4],如文獻(xiàn)[5]利用小波分解對新能源出力進(jìn)行頻譜分析,然后根據(jù)頻率特性運(yùn)用儲能裝置平抑新能源功率;文獻(xiàn)[6]提出了一種平滑風(fēng)電功率的混合儲能控制策略,通過濾波方法將波動功率分解為不同頻率成分,以超級電容補(bǔ)償高頻分量,蓄電池補(bǔ)償?shù)皖l分量。儲能裝置功率易調(diào)節(jié),但是存在兩方面問題:一是初期投資相對較大,二是采用大容量儲能后期維護(hù)較為困難[7]。

    近年來,需求側(cè)溫控負(fù)荷(thermostatically controlled load,TCL)作為優(yōu)質(zhì)的可調(diào)度資源,以投資小、響應(yīng)速度快、調(diào)控靈活等特點(diǎn),成為了平抑新能源功率波動的重要手段之一,聚合建模是首先需要解決的問題。文獻(xiàn)[8]利用狀態(tài)隊(duì)列模型控制聚合溫控負(fù)荷(aggregated TCLs,ATCLs)的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)而控制聚合功率,代替儲能裝置用于平滑聯(lián)絡(luò)線功率波動。文獻(xiàn)[9]研究了基于耦合Fokker-Plank方程的ATCLs雙線性時(shí)間連續(xù)聚合模型。不過現(xiàn)有建模方法中模型參數(shù)獲取較困難,且模型階次較高。本文將以溫控負(fù)荷聚合功率為變量建立ATCLs雙線性模型,采用歐拉法對模型進(jìn)行離散化處理,具有模型參數(shù)容易獲取、計(jì)算復(fù)雜度低等優(yōu)勢。合理的控制方法是ATCLs參與功率調(diào)控的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),主要有滑??刂啤⒛:刂?、智能PID控制和模型預(yù)測控制(model predictive control,MPC)等。如文獻(xiàn)[10]采用反推控制原理,對ATCLs與發(fā)電機(jī)勵磁進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。相比其他算法,MPC具有配置容易、能在線處理約束、可有效解決非線性動態(tài)問題等優(yōu)點(diǎn)[11-12],適合用于ATCLs調(diào)度控制。文獻(xiàn)[13]建立了一種ATCLs的二維狀態(tài)箱模型,采用MPC對ATCLs功率進(jìn)行調(diào)節(jié),為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。然而,受用戶舒適度指標(biāo)約束,采用ATCLs單一手段的可調(diào)節(jié)范圍有一定限制。當(dāng)前,以燃?xì)廨啓C(jī)為耦合的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)快速發(fā)展,為平滑聯(lián)絡(luò)線功率波動提供了一個(gè)新的可行手段,如文獻(xiàn)[14-15]引入了微型燃?xì)廨啓C(jī)(micro-turbine,MT)參與功率調(diào)控,但使用的MT模型過于簡單,且未考慮內(nèi)部機(jī)理與具體功率控制方法。對于MT,常見的控制算法有:PID控制、反步法和MPC等[16],文獻(xiàn)[17]提出了基于MPC的MT功率調(diào)節(jié)方法,結(jié)果表明機(jī)組進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時(shí)間優(yōu)于PID控制,且穩(wěn)定性更好。可見,在ATCLs和MT的控制中,MPC均獲得了廣泛的應(yīng)用。不過傳統(tǒng)MPC雖解決了離散操作變量的潛在優(yōu)化問題,但計(jì)算負(fù)擔(dān)較重、尋優(yōu)時(shí)間較長[18],有必要對其進(jìn)行改進(jìn)以減少計(jì)算量、縮短尋優(yōu)時(shí)間。

    在對聯(lián)絡(luò)線功率進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(empirical mode decomposition,EMD)基礎(chǔ)上,本文創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了ATCLs與MT共同抑制聯(lián)絡(luò)線功率波動的調(diào)控策略。同時(shí)針對傳統(tǒng)MPC尋優(yōu)時(shí)間較長的問題,采用Lyapunov穩(wěn)定性理論改進(jìn)傳統(tǒng)MPC算法,提出基于Lyapunov函數(shù)的MPC方法,提高算法運(yùn)算速度,縮短尋優(yōu)時(shí)間,并保證控制的穩(wěn)定性。通過改進(jìn)MPC算法構(gòu)造虛擬控制量以分別控制ATCLs和MT,有效實(shí)現(xiàn)電-氣互聯(lián)系統(tǒng)中新能源功率波動平滑。算例仿真表明,本文控制方法能夠使它們的輸出功率有效跟蹤各自參考值,兼顧溫度舒適度與調(diào)節(jié)范圍,較好地滿足聯(lián)絡(luò)線功率波動平滑要求。

    1 電-氣互聯(lián)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

    本文研究對象是由電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)組成的電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng),如圖1所示,MT可看作電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的中樞,微網(wǎng)中有ATCLs、不可控負(fù)荷和分布式電源,分布式電源包括風(fēng)電和光伏。圖1中藍(lán)色箭頭代表電能流向,黃色箭頭代表天然氣流向,紅色色塊代表參與調(diào)節(jié)的可控單元,藍(lán)色色塊代表不可控單元,灰色色塊代表上級電網(wǎng),黃色色塊代表天然氣側(cè)單元,Gf表示天然氣網(wǎng)向MT提供的燃料量。

    圖1 電-氣互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Electricity-gas interconnection system structure

    可知微電網(wǎng)的功率平衡關(guān)系為:

    PT+PV+PW+PM=PC+PL

    (1)

    式中:PT為聯(lián)絡(luò)線功率,取電網(wǎng)向微電網(wǎng)注入功率為正;PV與PW分別表示光伏與風(fēng)電的發(fā)電功率;PM代表MT的輸出功率,不參與調(diào)節(jié)時(shí)處于額定運(yùn)行狀態(tài);負(fù)荷包括可參與功率調(diào)節(jié)的ATCLs功率PC和不可參與調(diào)節(jié)的常規(guī)負(fù)荷PL;PV與PW的隨機(jī)變化會造成PT的波動。

    圖2給出了聯(lián)絡(luò)線功率控制流程,本文采用ATCLs與MT協(xié)調(diào)控制的策略平抑聯(lián)絡(luò)線功率波動,以達(dá)到用戶舒適度與調(diào)節(jié)范圍的平衡。首先,采用式(2)表示的EMD將原始聯(lián)絡(luò)線功率分解為一系列包括不同頻率成分的固有模態(tài)分量(intrinsic mode function,IMF)和殘差項(xiàng)r,然后用ATCLs平抑由前m項(xiàng)組成的高頻成分,用MT平抑剩余分量和殘差組成的低頻成分。

    (2)

    式中:Pi表示分解后的第i個(gè)IMF分量,i=1,2,···,n,n為分解后IMF分量的總個(gè)數(shù);r為殘差項(xiàng);Ch為高頻分量之和,由EMD分解后前m個(gè)IMF分量求和而得;m由試差法根據(jù)MT的約束而定[13];Cl為低頻分量之和,是原信號除去Ch之后的剩余信號之和。

    圖2 本研究整體結(jié)構(gòu)Fig.2 Overall structure of the study

    波動功率的平衡關(guān)系為:

    (3)

    2 電-氣互聯(lián)系統(tǒng)的建模

    2.1 ATCLs模型

    面向控制的ATCLs雙線性聚合模型具有較高的建模精度[11],模型建立如下:

    (4)

    2.2 MT模型

    本文選取Rowen單軸燃?xì)廨啓C(jī)為研究對象,將原動機(jī)與發(fā)電機(jī)統(tǒng)一建模[16]:

    (5)

    式中:δ為發(fā)電機(jī)功角,以弧度為單位;ω為發(fā)電機(jī)相對角速度;mf為壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出;wf為燃燒室排放環(huán)節(jié)輸出;ω0為發(fā)電機(jī)額定角速度;D為發(fā)電機(jī)阻尼系數(shù);H為發(fā)電機(jī)慣性常數(shù);A、B、C為燃?xì)廨啓C(jī)扭矩計(jì)算模塊參數(shù);M、N為發(fā)電機(jī)功角特性系數(shù);PG為原動機(jī)功率;E′q為q軸暫態(tài)電勢;Vs為電網(wǎng)電壓;X′d為d軸暫態(tài)電抗;Xq為q軸電抗;Tc為壓氣機(jī)排放延遲時(shí)間常數(shù);c1、c2和b為模型等效簡化系數(shù);Gf為天然氣網(wǎng)輸入燃料量。

    2.3 其他模型

    本研究中電-氣互聯(lián)系統(tǒng)還考慮了風(fēng)電、光伏等不可控電源和不可控負(fù)荷,其中不可控負(fù)荷采用恒功率模型表示。

    1)風(fēng)電出力模型。風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性是由風(fēng)速的隨機(jī)變化造成的,其出力PW可計(jì)算如下:

    (6)

    式中:ρ為空氣密度;S為垂直于風(fēng)速的截面積;vW為風(fēng)速。

    2)光伏出力模型。由光伏陣列的等效電路,可得到光伏出力PV模型:

    (7)

    式中:I為電池組件輸出電流;Iph為給定光照強(qiáng)度下的短路電流;I0為二極管的飽和電流;V為電池組件終端電壓;VT為組件熱勢能;Rs為固有電阻;a為二極管理想常數(shù);Ns為串聯(lián)組件個(gè)數(shù);Np為光伏陣列并聯(lián)個(gè)數(shù)。

    3)天然氣及其管網(wǎng)模型。本研究中天然氣網(wǎng)內(nèi)有天然氣源、普通燃?xì)庳?fù)荷、天然氣管道等元件,其中,天然氣源用燃?xì)饬繜o限大的恒壓源模型表示;普通燃?xì)庳?fù)荷以恒流量節(jié)點(diǎn)模型表示;天然氣流在天然氣管網(wǎng)中的流動時(shí)延長、慣性大,故有必要對天然氣管道進(jìn)行單獨(dú)建模,相應(yīng)的模型如下:

    (8)

    式中:pout為管道的出口壓力;pin為管道的入口壓力;Mout為管道的出口流量;Min為管道的入口流量;va為天然氣中聲音的傳播速度;Sa管道橫截面積;L為發(fā)電機(jī)慣性常數(shù);d為管道直徑;f為摩擦系數(shù)。

    3 應(yīng)用于電-氣互聯(lián)系統(tǒng)新能源功率波動平滑的改進(jìn)MPC方法

    3.1 傳統(tǒng)MPC工作原理

    傳統(tǒng)MPC控制流程一般分為預(yù)測模型、滾動優(yōu)化、反饋控制3步,對于功率控制問題,在k時(shí)刻,預(yù)測模型可描述為:

    P(k+1|k)=g[P(k),u(k+1|k)]

    (9)

    式中:P(k)為k時(shí)刻實(shí)際測量的功率值;u(k+1|k)為k時(shí)刻作用于k+1時(shí)刻的控制量;P(k+1|k)為k時(shí)刻通過預(yù)測模型得到的k+1時(shí)刻的功率預(yù)測值。同時(shí)通過式(10)可得到預(yù)測步長內(nèi)所有采樣點(diǎn)的功率預(yù)測值。

    (10)

    式中:P(k+i|k)為k時(shí)刻通過預(yù)測模型得到的k+i時(shí)刻的功率預(yù)測值;Np為預(yù)測步長。

    在k時(shí)刻,對成本函數(shù)的優(yōu)化可表示為:

    (11)

    式中:Pf(k+i)為k+i時(shí)刻的功率參考值;Q為權(quán)重系數(shù)。優(yōu)化可得k時(shí)刻一組控制量{u(k+1|k),u(k+2|k),…,u(k+Np|k)},取u(k+1|k)作為最優(yōu)控制量作用于k+1時(shí)刻。

    由于輸出功率預(yù)測難免存在誤差,可將輸出功率反饋到MPC,對預(yù)測模型進(jìn)行優(yōu)化,完成反饋校正。

    但傳統(tǒng)MPC存在不足之處,一方面,每一次迭代都需優(yōu)化計(jì)算,且對每個(gè)采樣時(shí)間的預(yù)測值還需進(jìn)行成本函數(shù)評估,尤其是在較長的預(yù)測時(shí)間尺度和較高的采樣頻率下,將其應(yīng)用于新能源功率波動平抑會面臨計(jì)算量較大、尋優(yōu)時(shí)間較長的問題;另一方面,傳統(tǒng)MPC無法保證控制的穩(wěn)定性。

    3.2 基于Lyapunov函數(shù)的改進(jìn)MPC

    為解決上述問題,本文提出了基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的改進(jìn)MPC方法?;驹硎腔诒豢貙ο蟮臓顟B(tài)空間模型,利用Lyapunov函數(shù)直接推導(dǎo)出控制律,得到優(yōu)化控制量,并將得到的優(yōu)化控制量作用于下一時(shí)刻。

    1)改進(jìn)MPC用于ATCLs的高頻分量控制。

    (12)

    式中:T′為離散時(shí)間步長。

    令聚合功率誤差函數(shù)為:

    (13)

    則:

    (14)

    選取Lyapunov函數(shù):

    (15)

    Lyapunov函數(shù)的變化率為:

    ΔLt{e(k+1)}=Lt{e(k+1)}-Lt{e(k)}

    (16)

    根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性定理,為了讓輸出信號準(zhǔn)確跟蹤參考信號,Lyapunov函數(shù)的變化率應(yīng)為負(fù),令:

    (17)

    式中:λ為控制增益,取值范圍為[-1,1]。

    當(dāng)λ取值均在[-1,1]范圍內(nèi)時(shí),系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定,可得控制律為:

    (18)

    2)改進(jìn)MPC用于MT的低頻分量控制。

    令x1=δ,x2=ω,x3=mf,x4=wf,u2=Gf,則采用隱式歐拉法得到離散MT模型為:

    (19)

    式中:T為離散時(shí)間步長。

    (20)

    利用Lyapunov函數(shù)的變化率構(gòu)造虛擬控制量,控制律設(shè)計(jì)如下。

    1)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速虛擬控制量。

    令功角誤差函數(shù)為:

    e1(k)=x1(k)-x1f(k)

    (21)

    則:

    e1(k+1)=T{ω0[x2(k+1)-1]}+
    x1(k)-x1f(k+1)

    (22)

    選取Lyapunov函數(shù):

    (23)

    Lyapunov函數(shù)的變化率為:

    (24)

    根據(jù)Lyapunov定理,為了讓輸出信號能夠準(zhǔn)確跟蹤參考信號,Lyapunov函數(shù)的變化率應(yīng)為負(fù),可令:

    T[ω0(x2(k+1)-1)]+x1(k)-x1f(k+1)=
    λ1e1(k)

    (25)

    式中:λ1為功角控制增益,取值范圍為[-1,1]。

    構(gòu)造轉(zhuǎn)速虛擬控制量為:

    (26)

    2)設(shè)計(jì)壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出虛擬控制量。

    類似于轉(zhuǎn)速虛擬控制量的推導(dǎo)過程,設(shè)計(jì)的壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出虛擬控制量如式(27)所示。

    (27)

    式中:e2為轉(zhuǎn)速誤差函數(shù);λ2為轉(zhuǎn)速控制增益,取值范圍為[-1,1]。

    3)設(shè)計(jì)壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出虛擬控制量。

    壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出虛擬控制量見式(28)。

    (28)

    式中:e3為壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出誤差函數(shù);λ3為壓氣機(jī)排放環(huán)節(jié)輸出控制增益,取值范圍為[-1,1]。

    4)設(shè)計(jì)實(shí)際控制律。

    基于以上分析,再經(jīng)過一些推導(dǎo)過程,設(shè)計(jì)最終的實(shí)際控制律為:

    (29)

    式中:e4為燃燒室排放環(huán)節(jié)輸出誤差函數(shù);λ4為燃燒室排放環(huán)節(jié)輸出控制增益,取值范圍為[-1,1]。

    3.3 改進(jìn)MPC的優(yōu)勢

    在ATCLs功率控制中,利用Lyapunov函數(shù)直接推導(dǎo)出控制律式(18),得到優(yōu)化控制量,在MT功率控制中,利用Lyapunov函數(shù)直接推導(dǎo)出控制律式(29),得到優(yōu)化控制量,并將得到的優(yōu)化控制量作用于下一時(shí)刻,省去了傳統(tǒng)MPC式(11)的復(fù)雜優(yōu)化過程。

    因此,基于Lyapunov函數(shù)的MPC方法避免了傳統(tǒng)MPC通過滾動優(yōu)化對每個(gè)采樣點(diǎn)的預(yù)測值評估成本函數(shù)的過程,提升了計(jì)算速度,并且更為重要的是,還能保證控制的穩(wěn)定性。

    4 算例仿真及分析

    根據(jù)圖1所示的電-氣互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)包括:額定功率為1 kW的空調(diào)設(shè)備共800臺,室內(nèi)溫度舒適度范圍為[20,24]℃,用戶可接受的最大溫度波動范圍為0.5 ℃[19-20];額定功率為300 kW的MT兩臺,功率運(yùn)行范圍為[90,300]kW,則MT總輸出功率的上下限分別為600 kW和180 kW,MT模型參數(shù)見表1[21]。采樣頻率取為1 min,24 h的風(fēng)電、光伏和不可控負(fù)荷的功率如圖3所示。

    表1 MT模型參數(shù)Table 1 Model parameters of the MT

    圖3 光伏、風(fēng)電及不可控負(fù)荷曲線Fig.3 Curves of PV,wind power and uncontrollable load

    1)ATCLs階躍響應(yīng)。首先讓聚合溫控負(fù)荷接受階躍響應(yīng)指令,圖4(a)所示為控制指令增發(fā)200 kW,當(dāng)控制增益λ取[-1,1]范圍內(nèi)不同值時(shí)的功率響應(yīng)曲線,在取值范圍內(nèi)控制增益越小達(dá)到穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)時(shí)間越短,但誤差越大。通過試錯法可得同時(shí)滿足調(diào)節(jié)時(shí)間要求與誤差要求的控制增益取值λ=0.5,可在滿足功率調(diào)節(jié)時(shí)間的基礎(chǔ)上使功率誤差最小化。

    為了驗(yàn)證改進(jìn)MPC算法對ATCLs的控制性能,圖4(b)、(c)為控制增益取λ=0.5,在控制指令增發(fā)200 kW時(shí)ATCLs功率與20個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)溫控負(fù)荷數(shù)量的響應(yīng)情況??梢?,在改進(jìn)MPC的控制下,隨著ATCLs不同溫度區(qū)間內(nèi)的溫控負(fù)荷數(shù)量的變化,功率逐漸變大直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)值800 kW。

    如圖4(b)所示,改進(jìn)MPC調(diào)節(jié)時(shí)間約為3.1 s,與傳統(tǒng)MPC相比,改進(jìn)MPC算法控制效果更優(yōu)。在Windows 10操作系統(tǒng),Intel Core i5-8250U 1.8 GHz 處理器,8 GB RAM內(nèi)存,MATLAB R2016b平臺下進(jìn)行仿真,改進(jìn)MPC所用求解計(jì)算自用時(shí)間為0.084 s,縮短了約23%。

    圖4 ATCLs狀態(tài)量曲線Fig.4 Changing curves of state variable for ATCLs

    2)MT階躍響應(yīng)。讓單臺MT在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)接受階躍響應(yīng)指令,圖5(a)所示為在5 s時(shí)負(fù)荷由80%上升至90%,當(dāng)控制增益λ2、λ3、λ4取-1時(shí),λ1取[-1,1]范圍內(nèi)不同值時(shí)的功角響應(yīng)曲線,在取值范圍內(nèi)控制增益越小達(dá)到穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)時(shí)間越短,但誤差越大。通過試錯法可得同時(shí)滿足調(diào)節(jié)時(shí)間要求與誤差要求的控制增益取值為λ1=0,λ2=-1,λ3=-1,λ4=-1,可在滿足功率調(diào)節(jié)時(shí)間的基礎(chǔ)上使功角誤差最小化。

    為了驗(yàn)證改進(jìn)MPC算法對MT的控制性能,圖5(b)、(c)、(d)為控制增益取λ1=0,λ2=-1,λ3=-1,λ4=-1,在5 s時(shí)負(fù)荷由80%上升至90%的MT響應(yīng)情況??梢?,在改進(jìn)MPC的控制下,MT各狀態(tài)量將隨之變化,最后到達(dá)穩(wěn)態(tài),此時(shí),天然氣網(wǎng)供給燃料量由初始值0.136 4逐漸上升至穩(wěn)態(tài)值0.170 5,壓氣室與燃料室排放量經(jīng)過一定延時(shí)后隨之上升,轉(zhuǎn)速短暫上升后恢復(fù)至額定轉(zhuǎn)速,功角變大直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)值,符合MT的工作機(jī)理。

    圖5 MT狀態(tài)量曲線Fig.5 Changing curves of state variable for MT

    MT常規(guī)控制性能指標(biāo)要求為功率相對控制精度0.3%,轉(zhuǎn)速相對誤差2%[22],本文改進(jìn)MPC方法控制性能參數(shù)完全滿足常規(guī)控制性能指標(biāo),調(diào)節(jié)時(shí)間約為25.5 s,與傳統(tǒng)MPC相比,改進(jìn)MPC算法對于各個(gè)控制量的效果更優(yōu),計(jì)算時(shí)間更短,控制精度更高,且在MATLAB平臺仿真求解計(jì)算自用時(shí)間為0.096 s,縮短了約25%。

    圖7 溫度設(shè)定值變化曲線Fig.7 Changing curve of temperature setting value for ATCLs

    圖8 聯(lián)絡(luò)線功率控制效果Fig.8 Tie-line power control performance

    5 結(jié) 論

    本文提出了采用ATCLs與MT共同抑制聯(lián)絡(luò)線功率波動的調(diào)控策略,在建立ATCLs雙線性模型以及MT數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于Lyapunov函數(shù)的改進(jìn)MPC方法進(jìn)行控制。仿真研究表明,提出的基于Lyapunov函數(shù)的改進(jìn)MPC方法能夠在滿足溫度舒適度約束下,使ATCLs輸出功率有效跟蹤高頻參考值,并且求解時(shí)間相比傳統(tǒng)MPC方法減少了約23%;能夠在MT保持預(yù)設(shè)工作狀態(tài)下,使其輸出功率有效跟蹤低頻參考值,并且求解時(shí)間相比傳統(tǒng)MPC方法縮短了約25%;最終較好實(shí)現(xiàn)了聯(lián)絡(luò)線功率波動平滑,仿真結(jié)果與理論分析保持了一致。但本文未對聯(lián)絡(luò)線功率參考值進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化,未來可研究計(jì)及經(jīng)濟(jì)性的聯(lián)絡(luò)線平滑策略。

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