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基于双层MPC的多源孤岛微网经济运行控制策略
基于双层MPC的多源孤岛微网经济运行控制策略
摘要：随着可再生能源的快速发展，微网作为一种新兴的能源系统形式在能源转型中起着越来越重要的作用。为了提高多源孤岛微网经济运行的效果，本文提出了一种基于双层模型预测控制（MPC）的控制策略。首先，通过建立多源孤岛微网的数学模型，捕捉其运行特点和能源流动规律。然后，提出了一个包含上层控制器和下层控制器的双层MPC结构，实现对多源孤岛微网的经济运行控制。最后，通过仿真实验，验证了该策略的有效性和稳定性。
关键词：双层MPC；多源孤岛微网；经济运行；控制策略
1.引言
随着能源危机的不断加深和全球变暖的威胁日益严重，可再生能源被广泛应用于能源供应和能源转型。多源孤岛微网作为一种分布式能源系统形式，能够有效整合可再生能源、储能设备和传统能源，实现能源的高效利用和可持续发展。为了使多源孤岛微网能够更加经济高效地运行，控制策略的优化是十分必要的。
2.多源孤岛微网的特点和数学建模
多源孤岛微网由多种能源源头、负荷和储能设备组成，其运行特点和能源流动规律需要进行准确的数学建模。本文采用各个能源源头的动力学方程、能量守恒方程以及供需平衡方程，建立了多源孤岛微网的数学模型。通过该模型，可以全面分析不同能源源头之间的相互关系和能源流动规律。
3.基于双层MPC的多源孤岛微网控制策略
为了使多源孤岛微网能够实现经济高效运行，本文提出了一种基于双层MPC的控制策略。该策略分为上层控制器和下层控制器两个层级。上层控制器通过优化多源孤岛微网的整体运行目标，包括能源成本、能源利用率等，生成全局的控制策略。下层控制器通过实时监测多源孤岛微网的状态信息，根据上层控制器的指令调节各个能源源头和负荷的输出功率。双层MPC的结构使得控制过程能够同时考虑系统的全局优化和局部优化，提高了多源孤岛微网的经济性和可靠性。
4.仿真实验与结果分析
通过仿真实验，本文验证了基于双层MPC的多源孤岛微网控制策略的有效性和稳定性。实验结果表明，该策略能够使多源孤岛微网在经济性和可靠性方面都得到显著改善。与传统的PID控制策略相比，基于双层MPC的策略能够更好地应对多源孤岛微网运行过程中的不确定性和复杂性。
5.结论
本文提出了一种基于双层MPC的多源孤岛微网经济运行控制策略。通过建立多源孤岛微网的数学模型和优化控制策略，实现了多源孤岛微网的经济高效运行。仿真实验结果验证了该策略的有效性和稳定性。未来的研究可以进一步探索基于双层MPC的多源孤岛微网控制策略在实际应用中的可行性和效果。