预设性能条件下聚合温控负荷改进模型预测控制的制作方法

技术特征：
1.预设性能条件下聚合温控负荷改进模型预测控制，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过二阶等效热力学参数模型对原始温控负荷双线性聚合模型进行扩展，得到改进后的温控负荷双线性聚合模型；(2)针对改进后的温控负荷双线性聚合模型，基于lyapunov函数的模型预测控制设计了一种预定性能控制器。2.根据权利要求1所述预设性能条件下聚合温控负荷改进模型预测控制，其特征在于：所述步骤(1)中，通过对原始双线性聚合模型进行扩展，得到改进后的温控负荷双线性聚合模型为：其中，x(t)为每个温度区间内的温控负荷数量，a为状态矩阵，b为输入矩阵，c为输出矩阵，u(t)为控制输入，c
a
为室内空气热容，r
a
为室内空气热阻，c
m
为室内物质热容，r
m
为室内物质热阻，为温度设定值的导数，t
set
为温度设定值，为期望温度设定值，t
m0
为初始室内物质温度，p
t
(t)为聚合温控负荷的总输出功率，δt
set
为温度设定值的变化，δt
m
为室内物质温度的变化，u1(t)和u2(t)分别体现了温度设定值变化对温控负荷动态过程的实时影响和累积影响，u3(t)体现了异质性对温控负荷动态过程的影响，为室内物质温度估计值，t
m
(t)为室内物质温度。由于室内物质温度t
m
(t)在实际应用中不易获取，可使用其估计值代替，可用下式进行计算：3.根据权利要求1所述预设性能条件下聚合温控负荷改进模型预测控制，其特征在于：所述步骤(2)以改进温控负荷双线性聚合模型为基础，基于lyapunov函数的模型预测控制设计了一种预定性能控制器：其中，
ρ(t)＝(ρ
0-ρ
∞
)e-rt
ρ
∞
，-δ1ρ(t)＜e
y
(t)＜δ2ρ(t)，ρ0＝ρ(0)，u(t)为得到的最优控制输入，p
ref
(t)为给定功率参考值，s为转换后的误差变量，α为虚拟控制量，ξ为中间变量，e
y
(t)为跟踪误差，x(t)为每个温度区间内的温控负荷数量，a为状态矩阵，b为输入矩阵，c为输出矩阵，ξ为中间变量且ξ＞0，ε为大于0的常数，ρ(t)为选择的预定性能函数，ρ(0)为ρ(t)在零时刻的值，k1、δ1和δ2为预定性能参数且均大于0，r为时间系数，ρ0为预定性能函数初始值，ρ
∞
为预定性能函数的稳态值，且ρ0＞ρ
∞
，为转换变量。

技术总结
利用需求侧聚合温控负荷提供负荷跟踪辅助服务以平抑新能源功率波动是一种经济、有效的方法。本发明公开了一种基于聚合温控负荷平衡新能源功率波动的具有预定性能的改进模型预测控制策略。首先，通过二阶等效热力学参数模型模型对原始温控负荷双线性聚合模型进行扩展，得到改进后的温控负荷双线性聚合模型，以优化原始双线性聚合模型累积误差的影响；然后，为保证输出跟踪误差的规定性能，利用误差变换方法，针对改进后的温控负荷双线性聚合模型，基于Lyapunov函数的模型预测控制设计了一种预定性能控制器，并证明了该控制策略的稳定性；最后，仿真结果表明，改进温控负荷双线性模型具有更高的精度，提出的控制方法具有很快的收敛速度，并且能够将跟踪误差控制在预测性能函数界限以内。函数界限以内。函数界限以内。


技术研发人员：余洋 权丽
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2020.07.29
技术公布日：2022/2/18