數(shù)字智慧方案基于預(yù)測控制的微某著名企業(yè)能量管理研究

基于預(yù)測控制的微某著名企業(yè)能量管理研究專業(yè)：控制科學(xué)與工程俊導(dǎo)時間：4月11日

研究背景研究現(xiàn)狀研究工作進(jìn)展工作總結(jié)與展望

目錄1234基于分布式預(yù)測控制的多微某著名企業(yè)能量優(yōu)化管理3.1.問題描述3.2.分布式預(yù)測控制算法3.3.優(yōu)化問題可行性與算法穩(wěn)定性分析3.4.數(shù)值仿真加入星球獲取更多更全的數(shù)智化解決方案一.研究背景

微某著名企業(yè)特點(diǎn)（1）包括多種類型的供電能源（2）接近負(fù)荷中心（3）配置了儲能設(shè)備（4）向多種類型的負(fù)荷供能（5）支持并網(wǎng)、孤網(wǎng)工作模式：光伏發(fā)電：新能源電力汽車：儲能單元：大某著名企業(yè)：用電負(fù)荷：風(fēng)能發(fā)電：計(jì)算機(jī)：微氣輪機(jī)：即插式接口：分別代表能量流動的方向圖1微某著名企業(yè)結(jié)構(gòu)示意圖一.研究背景

2. 微某著名企業(yè)能量管理協(xié)調(diào)利用微某著名企業(yè)內(nèi)各種分布式能源，優(yōu)化能量在供電端與用戶端的流動和分配，不僅要實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)電能的供求平衡，同時達(dá)到長期內(nèi)能量的優(yōu)化利用及某著名企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行能量管理目的能量管理的問題供電端用戶端分布式新能源隨機(jī)性可控能源成本問題用電需求的動態(tài)性用電需求的多樣性控制行為受物理約束限制考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性等多目標(biāo)自趨優(yōu)高實(shí)時性要求適用于復(fù)雜系統(tǒng)二.研究現(xiàn)狀微某著名企業(yè)能量管理研究現(xiàn)狀能量管理單微某著名企業(yè)能量優(yōu)化調(diào)度新能源的能量管理混合類型能源的能量管理引入儲能設(shè)備的能量管理節(jié)約成本、提高能量利用效率單種負(fù)荷用電管理混合類型用電負(fù)荷電源性負(fù)荷的能量管理隨機(jī)性和不確定性問題新能源的隨機(jī)性峰值波動儲能設(shè)備的充放電多微某著名企業(yè)1.能量優(yōu)化流動2.經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性3.多目標(biāo)優(yōu)化集中式分散式分布式分層遞階式三、研究工作進(jìn)展

基于分布式預(yù)測控制的多微某著名企業(yè)能量優(yōu)化管理

近期的工作主要是針對多微某著名企業(yè)系統(tǒng)中能量管理問題提出分布式預(yù)測控制策略。多微某著名企業(yè)系統(tǒng)是指多個微某著名企業(yè)間通過能量的流動和信息的交換，實(shí)現(xiàn)彼此間的協(xié)同工作而形成的一個大規(guī)模系統(tǒng)近期工作新能源的隨機(jī)性不僅會影響分布式能源有效，而且會引起微某著名企業(yè)運(yùn)行的安全性和可靠性問題。針對新能源隨機(jī)性問題的研究,目前的研究現(xiàn)狀主要是工分為以下兩塊：

利用新能源供電的歷史數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，對未來短時間內(nèi)的輸出進(jìn)行預(yù)測

尋找能消弱或減小新能源隨機(jī)性帶來的干擾三、研究工作進(jìn)展

基于分布式預(yù)測控制的多微某著名企業(yè)能量優(yōu)化管理

針對多微某著名企業(yè)系統(tǒng)中能量管理問題提出分布式預(yù)測控制策略。通過多微某著名企業(yè)間的協(xié)作策略來消弱新能源隨機(jī)性帶來的擾動問題，采用預(yù)測控制算法處理控制行為的物理約束，使用分布式預(yù)測控制算法實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)優(yōu)化問題的分散求解，引入狀態(tài)壓縮不等式增強(qiáng)了算法的實(shí)時性根據(jù)能量在多微某著名企業(yè)間流動，建立起系統(tǒng)的模型和問題描述為實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)利用及最小化供求平衡誤差，采用分布式預(yù)測控制策略對優(yōu)化問題進(jìn)行求解引入狀態(tài)壓縮不等式來提高算法的實(shí)時性并保證算法的穩(wěn)定性數(shù)值仿真證明了算法的有效性三、研究工作進(jìn)展1.問題描述MicrogridNMicrogrid3Microgrid1Microgrid2…針對第i個微某著名企業(yè)1.2.調(diào)節(jié)自身可控能源供電功率，優(yōu)化多微某著名企業(yè)示意圖模型建立（2）（1）三、研究工作進(jìn)展1.問題描述若選取作為狀態(tài)變量（3）同時，為使模型更具有實(shí)際意義，我們考慮微某著名企業(yè)間的通信存在一步延時。系統(tǒng)分散成多個子系統(tǒng)后，每個子系統(tǒng)問題描述為：，則優(yōu)化問題（1）s.t.s.t.（4）和模型（2）可描述成：三、研究工作進(jìn)展[1](seeCamponogara.Eetal.(2002))todiscussthestabilityoftheproposedalgorithm.2.分布式預(yù)測控制算法分布式預(yù)測控制的思想是為每個子系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個獨(dú)立的控制器，子系統(tǒng)通過彼此間的相互通信，獲得相互間的關(guān)聯(lián)信息，基于此已知信息獨(dú)立求解各自的優(yōu)化問題。不僅解決了集中控制在大規(guī)模系統(tǒng)控制時的帶寬和計(jì)算量約束問題，同時改善了分散預(yù)測控制全局性不好的問題另一方面，為滿足實(shí)際中對控制行為的實(shí)時性要求，我們在分布式預(yù)測控制優(yōu)化問題中引用了文[1]中的狀態(tài)壓縮不等式（6），使算法具有更好實(shí)時性（5）s.t.（6）三、研究工作進(jìn)展2.分布式預(yù)測控制算法SC-DMPC算法步驟步驟1：子系統(tǒng)間相互通信。每個子系統(tǒng)將各自上一時刻的優(yōu)化狀態(tài)步驟2：檢測各自當(dāng)前時刻的實(shí)際狀態(tài)步驟3：每個子系統(tǒng)并行地求解各自的優(yōu)化問題（5）步驟4：求解出即時控制律步驟5：將求解的最優(yōu)控制律作用到各自系統(tǒng)中。令K=K+1，滾動移位時域到

下一時刻,返回步驟1發(fā)送給其它子系統(tǒng)，并接收來自其它子系統(tǒng)的信息,實(shí)際擾動信息以及中是一個大于0隨機(jī)數(shù))，設(shè)定(其,并定義，并令給定狀態(tài)壓縮比三、研究工作進(jìn)展3.可行性分析與穩(wěn)定性證明可行性分析定理1：對于（5）所描述的系統(tǒng)，若在K時刻，針對每一個子系統(tǒng)i，均存在一個使得（6）式成立，則針對整個系統(tǒng)存在一個可行解使得成立，其中三、研究工作進(jìn)展3.可行性分析與穩(wěn)定性證明穩(wěn)定性證明定理2：將描述的分布式預(yù)測控制算法應(yīng)用于（5）所描述的系統(tǒng)中，若系統(tǒng)閉環(huán)漸近穩(wěn)定。其中，收斂，則三、研究工作進(jìn)展4.數(shù)值仿真SC-DMPC與DMPC實(shí)時性比較仿真結(jié)果模型和數(shù)據(jù)初始狀態(tài)：三、研究工作進(jìn)展4.數(shù)值仿真算法應(yīng)用的仿真仿真結(jié)果四、工作總結(jié)與展望未來工作的展望近期工作主要是針對多微某著名企業(yè)系統(tǒng)中能量優(yōu)化管理進(jìn)行研究，下一步的工作考慮從以下兩個角度進(jìn)行思想與研究：在多微某