多时间尺度下的日内滚动优化模型预测控制在多能源微网系统中的应用-程序员宅基地
关键词：多时间尺度；模型预测控制；日内滚动优化；
描述：以包含风力场、光伏电站、微型燃气轮机、蓄电池、余热锅炉、热泵、储热罐和电/热负荷的多能源微网系统为研究对象，构建了各微源的数学模型。
然后，提出一种多时间尺度下考虑负荷需求响应机制的微网优化调度策略。
在日前阶段，以源-荷日前预测数据和分时电价数据为基础，利用价格型需求响应机制引导用户积极参与负荷调整，从而平滑了负荷曲线，减小了系统调峰压力，在此基础上，以微网运维成本、购电成本、购气成本和污染物排放惩罚成本之和最小为优化目标建立了日前优化调度模型；在日内阶段，为了进一步提高调度精度，以各分布式电源日内-日前功率方差最小为目标函数，建立微网日内滚动优化调度模型。
最后，利用YALMIP调用Cplex求解器对日前-日内双级调度模型进行求解，得到日前和日内不同阶段下各分布式电源的最优功率曲线以及运行成本值。
ID:3960692296383821
西部元宇建模编程
标题：多时间尺度下的模型预测控制在日内滚动优化中的应用
摘要：
本文以多能源微网系统为研究对象，构建了各微源的数学模型，并提出了一种多时间尺度下考虑负荷需求响应机制的微网优化调度策略。在日前阶段，利用价格型需求响应机制引导用户积极参与负荷调整，平滑了负荷曲线，减小了系统调峰压力。在此基础上，以运维成本、购电成本、购气成本和污染物排放惩罚成本之和最小为优化目标，建立了日前优化调度模型。在日内阶段，为提高调度精度，以各分布式电源日内-日前功率方差最小为目标函数，建立了微网日内滚动优化调度模型。最后，通过YALMIP调用Cplex求解器，得到了日前和日内不同阶段下各分布式电源的最优功率曲线以及运行成本值。
关键词：多时间尺度；模型预测控制；日内滚动优化；微网系统；负荷需求响应
一、引言
随着可再生能源的快速发展和分布式能源系统的逐渐普及，多能源微网系统在能源供应方面具有重要作用。多能源微网系统由多种能源源与能量负荷组成，对其整体优化调度能够提高系统的供电可靠性、经济性和环境友好性。本文以包含风力场、光伏电站、微型燃气轮机、蓄电池、余热锅炉、热泵、储热罐和电热负荷的多能源微网系统为研究对象，旨在通过多时间尺度的模型预测控制方法，在日内滚动优化调度中充分考虑负荷需求响应，实现电力系统的最优运行。
二、多时间尺度下的微网优化调度策略
-
日前阶段的微网优化调度
在日前阶段，可利用日前预测数据和分时电价数据为基础，引入价格型需求响应机制，鼓励用户积极参与负荷调整。通过用户参与负荷调整，负荷曲线得以平滑，系统调峰压力得到减小。为实现日前优化调度，本文根据微网运维成本、购电成本、购气成本和污染物排放惩罚成本之和最小为优化目标，建立了日前优化调度模型。该模型考虑了各分布式电源的出力范围、功率限制以及需求响应机制的影响，具有实际应用意义。 -
日内阶段的微网优化调度
为进一步提高微网调度精度，本文在日内阶段引入日内-日前功率方差最小的目标函数，建立了微网日内滚动优化调度模型。该模型利用历史功率数据和实时数据，通过模型预测控制的方法，实现对各分布式电源的精确调度。通过动态调整电源出力，使得微网系统在日内时段内能够更好地适应负荷变化和电源波动，有效提高系统的供电可靠性和经济性。
三、求解与结果分析
本文采用YALMIP调用Cplex求解器对日前-日内双级调度模型进行求解，并得到日前和日内不同阶段下各分布式电源的最优功率曲线以及运行成本值。通过对结果的分析发现，在考虑多时间尺度和负荷需求响应机制的情况下，微网系统能够更好地实现供需平衡，降低能源运营成本，减小对外部电网的依赖性，并且减少了环境污染。
四、结论
本文基于多能源微网系统，提出了一种多时间尺度下考虑负荷需求响应机制的微网优化调度策略。通过日前和日内阶段的优化调度，能够在保证系统供电可靠性的前提下降低运营成本和环境污染。该调度策略具有一定的实用性和可行性，并为多能源微网的运行提供了理论指导。
参考文献：
[1] 作者1, 作者2. 文章标题[J]. 期刊名, 年份, 卷号(期号): 起始页-终止页.
[2] 作者1, 作者2. 书名[M]. 出版地: 出版社, 出版年份.
[3] 作者1, 作者2. 会议论文题目[C]. 会议名称, 会议地点, 会议日期.
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