(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210639977.2 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 陈飞雄　林炜晖　邵振国　蔡明杰　 陈煜超　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 丘鸿超　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 基于Tube模型预测控制的微能网双层滚动 优化调度方法 (57)摘要 本发明提出一种基于Tube模型预测控制的 微能网双层滚动优化调度方法， 构建了基于标称 模型预测控制的上层长时间滚动优化模型和基 于辅助模型预测控制的下层短时间实时滚动修 正模型。 在上层， 基于小时级 风电、 负荷长时间尺 度预测数据， 标称模型预测控制在紧缩约束下， 以最小化系统总运行成本为目标， 制定微能网长 时间尺度调度方案。 在下层， 基于考虑预测误差 的分钟级风电、 负荷短时间尺度数据， 辅助模型 预测控制跟踪和修正长时间尺度调度方案。 通过 标称模型预测控制和辅助模型预测控制在不同 的时间尺度上的并行滚动和协同优化， 所提方法 能够实现微能网的经济 鲁棒运行。 权利要求书6页 说明书13页 附图2页 CN 114896811 A 2022.08.12 CN 114896811 A 1.一种基于T ube模型预测控制的微能网双 层滚动优化调度方法， 其特 征在于： 构建基于标称模型预测控制的上层长时间尺度滚动优化模型和基于辅助模型预测控 制的下层短时间尺度实时滚动修 正模型； 并行求解所述基于标称模型预测控制的上层长时间尺度滚动优化模型和基于辅助模 型预测控制的下层短时间尺度实时滚动修 正模型， 以实现微能网的调度； 所述长时间尺度为小时级， 短时间尺度为分钟级。 2.根据权利要求1所述的基于Tube模型预测控制的微能网双层滚动优化调度方法， 其 特征在于： 所述基于标称模型 预测控制的上层长时间尺度滚动优化模型 具体为： (1)目标函数 所述长时间尺度滚动优化模型的控制时间间隔为Δtu， 优化目标为在紧缩约束下最小 化每一个预测时域 内的微能网总运行成本， 包括电力交互成本 购气成本 和 运行维护成本 即目标函数表示 为： 式中， tu为上层每一次滚动优化的起始时刻， 通过tu依次取t1,t2,…,tm， 进行上层滚动 优化， m表示上层共进行m次滚动优化； 电力交互成本 式中， 表示购电成本， 表示购电功率， 表示售电成本， 表示售电功 率； 购气成本 式中， 表示购气成本， 表示购气功率； 运行维护成本 式中， Rwt、 Rmt、 Rgb、 Reb、 Rp2g、 Rb、 Rht、 Rgs分别为风机、 微型燃气轮机、 燃气锅炉、 电锅炉、 电 转气设备、 电池、 蓄热槽、 储气罐的单位功率维护成本； Pwt(tu)、 Pmt(tu)、 Hgb(tu)、 Heb(tu)、 Qp2g (tu)分别表示风机、 微型燃气轮机、 燃气锅炉、 电锅炉、 电转气设备的输出功率； 分别表示电池的充电功率和放电功率； 分别表示蓄热槽的充热功率和放热功 率， 分别表示储气罐的充气功率和放气功率； (2)约束条件 所述长时间尺度滚动优化模型的约束条件包括风电消纳约束、 联络线功率约束， 可控 机组约束、 电转气设备约束、 储能设备约束、 系统功率平衡约束， 具体如下：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 114896811 A 2风电消纳约束 0≤Pwt(tu)≤Pwtf(tu)                       (5) 式中， Pwt(tu)表示风电消纳功率， Pwtf(tu)表示风机输出功率； 联络线功率约束 微能网与大电网和天然气网的交互功率需维持在一定范围内， 并且在所述长时间尺度 滚动优化模型中， 通过引入功率调制参数β ∈[0,1]， 形成联络线功率的紧缩约束： 可控机组约束 所涉及微能网中， 可控机组包括微型燃气轮机、 燃气锅炉和电锅炉， 其能量转换关系式 表示为： 式中， ηge、 ηgh、 ηrec分别为微型燃气轮机发电效率、 微型燃气轮机制热效率和余热回收锅 炉废热回收效率； Qmt(tu)表示tu时刻微型燃气轮机消耗的气功率， Hmt(tu)表示tu时刻经余热 回收锅炉后微型燃气轮机制热功率； ηgb和 ηeb分别为燃气锅炉和电锅炉的能源转换效率； Qgb (tu)和Hgb(tu)分别为tu时刻燃气锅炉消耗的气功率和产生的热功率； Peb(tu)和Heb(tu)分别 为tu时刻电锅炉消耗的电功率和产生的热功率； 引入功率的调制参数β∈[0,1]， 将微型燃气轮机、 燃气锅炉和电锅炉的输出功率限制 在更严格的范围内， 即构成微型燃气轮机、 燃气锅炉和电锅炉输出功率的紧缩约束， 表示 为： 式中， 分别为微型燃气轮机、 燃气锅炉和电锅炉的出 力上下限； 可控机组在运行时需满足如下爬坡约束： 式中， URmt、 DRmt、 URgb、 DRgb、 UReb、 DReb分别为微型燃气轮机、 燃气锅炉和电锅炉爬坡速率 的上下限；权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 114896811 A 3