考虑需求侧响应的电气设备调度混合分散式优化

为了缓解用能持续增加对电力系统造成的负担和解决大规模电气设备联合调度时的优化计算问题,提出了考虑需求侧响应的大规模可控用电设备和储能设备的混合分布式优化调度方法。首先建立可控用电设备负荷和储能设备的数学模型,在此基础上,构建了以系统和各设备运行特性为约束,以系统购电费用、用户不满意费用和储能设备损耗费用之和最小为目标函数的混合整数非线性集中式优化数学模型。其次,针对此高维、多目标和多约束且难于求解的非线性集中式优化模型,采用拉格朗日松弛法将其分解为两个子问题,即分别对应可控电气设备负荷的优化调度问题和储能设备的优化调度问题。而且,对于前者又可进一步分解为各可控电气设备负荷的优化调度子问题并通过内点法求解计算;对于后者又可分解为各个储能设备问题的混合整数线性优化调度子问题并通过Benders分解法并行求解计算。然后,为了验证所提混合分布式优化方法的有效性及其优越性,基于算例,对比分析集中式和分散式优化调度时的目标函数值和电气设备优化调度结果,不同规模电气设备对集中式和分散式优化方法计算效率的影响。根据结果可见,所提优化调度方法与集中式优化方法的目标函数值基本一致,但所提方法对应的电气设备优化调度结果可以很好地响应分时电价策略,储能设备削峰填谷效果好;而且所提混合分布式优化方法可以降低优化问题的求解复杂度,计算效率高,几乎不受电气设备规模的影响。     

基于辅助问题和序列二次规划法的电网分区并行最优潮流算法

针对传统集中式潮流计算存在的问题,建立基于电网分区的分解协调模型.采用构造辅助问题(AP)的方法进行分布式并行计算,将大型互联电网最优潮流问题分解为多个子网的并行潮流优化问题,在每个子网中,采用序列二次规划法求解子系统的的优化问题.基于地域的系统分解与协调符合电网市场的发展方向.仿真结果表明,该算法具有收敛性和快速性     

基于免疫算法结构分解的分布式预测控制算法

针对分解的分布式模型预测控制（DMPC）系统中子系统间的耦合影响所导致的通信负担重的问题,提出了一种新的基于免疫算法（IA）系统结构分解的DMPC算法。首先,采用IA算法对DMPC系统结构分解中遇到的输入分组（ICD）和输入输出配对（IOPD）问题进行求解,最大程度地减小了系统间输入输出耦合影响;然后,采用DMPC算法对分解后的系统进行分布式控制,有效地减小了子系统间的耦合,并降低了系统的通信负载问题;最后,用重油分馏化工过程进行了仿真实验,并通过与集中式模型预测控制（CMPC）的仿真结果作对比来验证了算法的有效性。     

椭圆轨道编队构型保持控制方法研究

针对椭圆参考轨道的编队构型保持控制系统,以对地等张角绕飞编队为背景设计了相对轨道模型预测控制算法.首先,基于哈密尔顿-雅克比方程,推导了一组包含项摄动的相对运动模型.在此模型的基础上,结合具体的对地等张角编队任务,提出了一种构型保持的在线滚动优化的闭环预测控制算法,并将模型预测优化问题转换为在线求解二次规划问题,该算法能够较好地控制存在状态约束、控制约束等各种约束控制问题.最后,通过数值仿真验证该算法的有效性.     

约束系统优化控制的LMI方法及其滚动时域实现

研究了系统存在控制量约束时的优化控制问题.在线性矩阵不等式(LMI)优化和多目标控制的框架下,融合预测控制的滚动优化原理提出了一种滚动时域H∞性能控制方法.通过滚动优化在线协调控制性能要求和系统约束,充分利用有限的控制量提高控制性能.     

地区电网无功电压分布式控制策略

随着电力系统调度模式划分为调度中心与集控站两个层次后,原有的区域电网无功电压自动控制系统已不适应新的调度模式要求．针对新模式,提出了一种能够解决新模式下的电网无功电压分布式控制模式和控制策略．该控制策略采用分布式技术及混合优化技术,将传统的集中控制系统扩展为分布式二级控制．由凋度中心对全网的无功电压进行计算,提出对应的控制策略,由各个集控站根据调度中心发出的指令,执行相关的动作,实现全网无功电压的优化运行．     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

基于Hammerstein模型的非线性预测函数控制

提出了只需线性动态优化的基于Hammerstein模型的非线性预测函数控制策略，其中非线性控制器由一个线性的预测函数控制器Hammerstein模型的非线性部分的反函数组成，实现了线性控制器的输出uPFC与闭环系统内部模型线性部分的输入完全一致，使模型的输出ym只依赖于uPFC，通过这种方式实现了非线性预测函数控制策略只需线性优化而不需要非线性滚动优化。过程的预测输出只需应用模型参数直接计算得到而不需要求解丢番图（Diophantine）方程。pH中和过程的计算机仿真结果表明，该控制算法比PID控制具有更好的控制品质。     

基于CLF的移动舞台机器人轨迹跟踪预测控制

针对移动舞台机器人的轨迹跟踪和区域受限控制问题,提出一种参数化模型预测控制算法.该算法的主要思想是离线构造移动舞台机器人误差系统的一个控制Lyapunov函数(CLF),再根据CLF主动控制方法设计可调预测控制器,并通过在线滚动优化给定性能指标计算控制器的可调参数,在保证控制器自适应性的同时降低了MPC计算量,保证了优化问题的递推可行性和闭环系统的稳定性.最后,以"圆"为参考轨迹做仿真验证,仿真结果表明:该算法具有快速、精确和全局稳定的良好特性.     

改善微电源无功分配精度的分布式电压调整方法

提出了一种根据可调度微电源无功出力信息,在线计算无功-电压下垂曲线的斜率、电压和无功参考值的算法.在一次电压下垂控制基础上,通过动态调整下垂曲线斜率、电压和无功参考值,改善分布式可调度微电源无功输出的均分能力.负载无功需求平衡后,通过分布式二次电压调整将微电源端电压恢复到允许范围内,以提高电压质量,并实现分布式调压和无功输出均分.在Matlab/Simulink平台上搭建微网动态模型,仿真验证了所提策略的有效性.     

大规模电力系统无功优化的一种分解协调算法

随着电力系统规模的不断增大以及电气设备和负荷种类的不断增多,无功优化问题变得越来越复杂,对大规模电力系统进行在线无功优化和实时控制就更加困难.无功优化和控制的本地性使得分解协调算法很适于解决这一问题.在此背景下,针对电力系统调度具有的按电压等级分层管辖的特点,首先按照电压等级对大规模电力系统进行分区,建立多区域系统的无...     

复杂双容水箱系统的递阶预测控制优化算法

针对复杂双容水箱系统,以控制两个下水箱液位跟踪设定值为设计目标。为实现良好的水箱液位控制效果,首先构造液位控制的无穷时域性能指标,建立了复杂双容水箱无穷时域性能优化问题的数学描述;随后将基于时间分解协调的递阶优化和预测控制的滚动优化思想引入水箱液位控制,将优化时域较长所引起的大规模参数优化问题分解为各时间点上独立的小规模参数优化问题,从而得出显式优化解,取得较优的水箱液位控制效果。     

Support vector machine based nonlinear model multi-step-ahead optimizing predictive control

1INTRODUCTION Modelpredictivecontrol(MPC)isaclassof controlalgorithmsinwhichadynamicprocessmodelisusedtopredictandoptimizeprocessper formance[1].Becausemanyindustrialprocessesare intrinsicallynonlinear,especiallyintwocases[2]:strongnonlinearregulatorcontrolproblemsand servocontrolproblemswithfrequentchangesof operatingpoints.Nonlinearmodelpredictivecon trol(NMPC)techniquesshouldbedevelopedto overcometheeffectofthehardnonlinear.Re cently,someNMPCalgorithmshavebeenputfor ward,whicharema…     

一种多变量滚动式LQG自适应控制及其稳定性

提出了一种新的基于状态空间模型设计的多变量滚动式优化多步目标函数的ＬＱＧ自适应控制算法，分析了这种滚动优化ＬＱＧ控制闭环系统的稳定性，给出了一些新的稳定性条件，证明了存在有限时域使闭环系统指数稳定，而且至少具有１／α的稳定度，其中α可由设计者给定，从而将闭环系统的极点配置在预期的区域内，提高了系统的鲁棒度，增强了系统的鲁棒性。     

含光伏发电与储能的配电网基于源—网—荷互动模式下电压安全最优控制策略

针对光伏发电与储能设备大量接入配电网,考虑多种电压无功资源协调的电压最优控制问题,该文研究“源-网-荷”互动模式下的含光伏发电与储能配电网最优电压控制策略。采用LQR理论,建立含光伏发电与储能配电网最优电压控制模型,并针对含光伏发电与储能配电网稳态运行点多变且模型和参数信息不完整或不精确的情况,引入ADP算法设计最优控制策略的在线计算方法。算例仿真表明,基于ADP的最优电压控制策略可以在配电网和分布式光伏的不同运行情况下取得良好的电压改善效果。因此该方法适用于电力系统在线控制应用。     

广义预测控制与滚动式LQG控制关系

基于输入输出模型的广义预测控制与基于状态空间模型的滚动优化控制之间的关系还没有被人们所认识.本文基于CARMA模型及其等价的状态空间模型,建立了多变量广义预测控制算法的各种等价形式;给出了一种多变量滚动式的LQG控制算法;建立了随机多变量系统的广义预测控制与LQG控制之间的关系,导出了闭环系统特性方程,从而为分析多变量广义预测控制系统的稳定性和鲁棒性奠定了基础.     

基于T-S模型的自适应模糊预测函数控制

针对多变量非线性系统，提出一种基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的自适应模糊预测函数控制方法.在T-S模糊模型结构已确定情况下，利用加权递推最小二乘法对T-S模糊模型后件参数进行在线辨识.对模糊模型在每一采样点进行线性化，将描述非线性系统的T-S模型转化为线性时变的状态空间模型，并假设输入基函数为阶跃函数，推导出预测控制律的解析式.仿真结果表明，该方法在求解控制律时，无需求解非线性优化问题，并且有效克服了模型失配对系统控制性能的影响，增强了系统的跟踪性能和鲁棒性.