[发明专利]一种基于MPC的主动配电网多时间尺度协调优化调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及主动配电网多源协调优化控制领域，具体涉及一种基于MPC的主动配电网多时间尺度协调优化调度方法。

背景技术

随着分布式发电、储能、电动汽车和柔性负荷的大量接入，配电网变成有源网，可控资源逐步增多，主动配电网的概念得到发展，其优化调度成为配电网安全、稳定、经济、高效运行的关键。

目前主动配电网的协调优化调度按照配电网运行的分层管理特性，对配电网进行分层优化协调，通过可调度容量的上传和优化目标曲线的下发实现不同层级之间的协调，这种基于时间点的确定性优化策略无法满足大量随机性和间歇性分布式电源接入的需求，因此提出了多时间尺度的协调优化调度技术，实现主动配电网范围内的资源优化配置。但是如何降低分布式电源、负荷的预测不准的影响，通过多时间尺度的协调优化调度达到“多级协调、逐级细化”，充分发挥各时间尺度优化调度的优势，一直是难以解决的问题。

模型预测控制(MPC)是一类基于模型的有限时域闭环最优控制算法，已在工业过程控制中的得到很好的应用。在每一采样周期，控制器以当前时刻的系统状态作为控制的初始状态，基于预测模型对未来状态的预测结果，通过在线滚动求解一个有限时长的最优控制问题从而获得当前的控制行为，使得未来输出与参考轨迹之差最小，模型预测控制有预测模型、滚动优化、反馈校正等三部分组成。

预测模型是根据过程的历史信息和未来输入预测过程的未来输出值，为MPC的优化提供先验知识；滚动优化基于实际系统的输出反馈结果，通过对控制目标的反复滚动寻优，获得将来一段时段的最优控制措施；反馈校正是采用反馈的方式，基于实际系统稳态输出量的量测值，对滚动优化算法提供的超前控制策略进行校正。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于MPC的主动配电网多时间尺度协调优化调度方法采用采用模型预测控制方法，以长时间尺度的优化调度结果为基准，在短时间尺度进行滚动修正，实现主动配电网的优化调度，从而减轻分布式电源和低压负荷的预测精度对优化调度的不利影响。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种基于MPC的主动配电网多时间尺度协调优化调度方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

(1)对所述主动配电网进行长时间尺度优化调度；

(2)根据主动配电网长时间尺度优化调度的优化结果，对所述主动配电网进行基于MPC的短时间尺度滚动优化调度。

优选的，所述步骤(1)包括：

(1-1)获取长时间尺度下主动配电网的分布式电源预测值负荷预测值储能可调容量和柔性负荷可调容量；

(1-2)构建主动配电网长时间尺度优化调度模型；

(1-3)获取主动配电网长时间尺度优化调度的优化结果，所述优化结果包括：储能输出功率P_stori(t)和柔性负荷输出功率ΔP_Lj(t)。

进一步的，所述步骤(1-2)中，所述主动配电网长时间尺度优化调度模型包括：长时间尺度优化调度的目标函数和约束条件；

所述长时间尺度优化调度的目标函数为：

式(1-1)中，min F为主动配电网长时间尺度优化调度成本最小值，c_grid(t)表示电网分时电价，P_grid(t)为长时间尺度下联络线输出功率，C_loadi(t)为柔性负荷调度成本，C_storj(t)储能设备调度成本，Tl表示长时间尺度优化调度周期，NL为主动配电网中柔性负荷数量，NS为储能装置数量；

所述约束条件包括：主动配电网与主网的联络线功率约束、功率平衡约束、储能电池约束、柔性负荷约束和网络潮流安全约束。