基于改进模型预测控制的电-气系统新能源功率波动平滑策略

余洋，贾浩，陈启维，范亚洲，米增强，袁玉宝，常生强

(1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学(保定))，河北省保定市 071003)；2.河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学(保定))，河北省保定市 071003)；3.石家庄科林电气股份有限公司，石家庄市 050222)

0 引 言

对于某些特定应用场景，集合了分布式电源、储能装置、可控负荷与常规负荷的微电网为新能源发电并网提供了诸多便利。然而，微网内风电、光伏等新能源出力具有随机性和间歇性，功率变化时间尺度小至几秒，大至数小时[1-2]，造成了联络线功率频繁波动[3]。当前主要利用储能装置对不同频率成分的波动功率予以补偿[4]，如文献[5]利用小波分解对新能源出力进行频谱分析，然后根据频率特性运用储能装置平抑新能源功率；文献[6]提出了一种平滑风电功率的混合储能控制策略，通过滤波方法将波动功率分解为不同频率成分，以超级电容补偿高频分量，蓄电池补偿低频分量。储能装置功率易调节，但是存在两方面问题：一是初期投资相对较大，二是采用大容量储能后期维护较为困难[7]。

近年来，需求侧温控负荷(thermostatically controlled load,TCL)作为优质的可调度资源，以投资小、响应速度快、调控灵活等特点，成为了平抑新能源功率波动的重要手段之一，聚合建模是首先需要解决的问题。文献[8]利用状态队列模型控制聚合温控负荷(aggregated TCLs,ATCLs)的开关状态进而控制聚合功率，代替储能装置用于平滑联络线功率波动。文献[9]研究了基于耦合Fokker-Plank方程的ATCLs双线性时间连续聚合模型。……