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基于模型预测控制的虚拟电厂有功优化调度方法研究的开题报告
一、选题及研究意义
虚拟电厂（VirtualPowerPlant，VPP）是指通过某种方式将多种类型、多个不同地理位置的可再生能源（如风能、光伏等）、储能设备、燃气机组、小型燃煤机组等可调度的分散能源连接起来，形成一个虚拟的电厂，在电网的电能交易市场中以集中控制、协调集中管理的方式，利用现代信息技术，实现电能的集约利用。虚拟电厂系统是解决可再生能源城市供电难题、促进城乡电力互联、优化供给侧结构的重要手段。
随着虚拟电厂的快速发展和深入应用，为了实现虚拟电厂的较优地运行，必须充分考虑能源的特性，建立相应的优化模型，采取优化调度策略。因此，本研究拟采用基于模型预测控制的方法，研究虚拟电厂的优化调度问题，以期针对虚拟电厂的运行特点，设计出优化算法，实现虚拟电厂的有功优化调度，提高电厂的经济性和稳定性。
二、研究内容及方法
本研究拟采用以下方法：
1.通过对虚拟电厂的特点及其组成要素的特性进行深入的分析，建立虚拟电厂有功优化调度模型，包括虚拟电厂的优化运行目标、约束条件及优化变量。
2.采用基于模型预测控制的技术，进行虚拟电厂有功优化调度问题的建模与求解。基于模型预测控制的方法以预测模型为基础，将优化控制问题转化为多步预测问题，采用在线优化方法，通过优化算法进行分析预测，以期实现系统的全局优化控制。
3.完善虚拟电厂有功优化调度方法，考虑虚拟电厂在不同工况下的运行特点，增加实时性和精度，实现虚拟电厂的稳定运行和经济性最大化。
三、预期成果及创新点
通过本研究，预计可以获得以下成果：
1.建立基于模型预测控制的虚拟电厂有功优化调度模型，实现虚拟电厂有功优化调度问题的全局优化；
2.设计并实现针对虚拟电厂不同工况的优化算法，以实现虚拟电厂的稳定运行和经济性最大化；
3.基于实际应用情况，可以进行优化调度算法的改进和完善。
本研究的创新点如下：
1.采用基于模型预测控制的方法，使虚拟电厂系统具有更好的实时性，可以更加准确地预测未来的负荷和送电量，从而实现精细化优化调度；
2.考虑虚拟电厂在不同工况下的运行特点，提出相应的优化算法，实现虚拟电厂的稳定运行和经济性最大化；
3.本文所提出的虚拟电厂有功优化调度方法具有一定的通用性和普适性，对于解决电网规模化、智能化和清洁化方面的技术问题具有一定的借鉴意义。
四、研究难点及解决途径
本研究主要难点和解决途径如下：
1.虚拟电厂的运行特点比较复杂，需要在深入分析虚拟电厂系统组成的基础上，建立有效的优化调度模型，为后续解决虚拟电厂的运行问题提供理论指导。
2.基于模型预测控制的技术，需要充分考虑系统的实时性和精度，精心设计多步预测模型，采用高效的优化算法实现全局优化控制。
3.虚拟电厂有功优化调度方法的开发，涉及到多方面的领域，包括电力系统、优化理论和计算方法等，需要充分运用相应的专业知识和技术手段，实现系统研究和开发过程中的合理应用。
五、论文结构安排
本文主要包括以下部分：
第一章：绪论，介绍研究背景、选题意义和研究方法。
第二章：虚拟电厂优化调度模型的建立，包括虚拟电厂的动态模型、有功优化目标和约束条件的建立。
第三章：基于模型预测控制的虚拟电厂系统优化调度方法，包括多步预测调度策略、动态优化算法和实现过程中的问题解决方法。
第四章：虚拟电厂有功优化调度算法的实验验证与分析。
第五章：总结与展望，论述研究结果的意义和价值，提出进一步完善的发展思路。