基于MPC的风储联合调频模型【Simulink】
目录
主要内容
该模型参考文献《风储联合系统参与频率响应的优化控制策略》，以Matlab/Simulink平台建立仿真模型，主要实现的内容如下：
1.建立详细系统模型，风储系统参与电网一次调频模型包括传统发电机组、储能装置、风机、交流负荷以及模型预测控制器。
2.通过MPC模型预测控制根据当前以及未来预测的电网频率，风机和储能装置的状态进行优化计算，产生风机的参考桨距角变化量和储能装置的参考功率变化量，改善系统调频效果并且实现风储调频功率优化分配。
3.仿真模型包括两部分，分别是带储能和不带储能部分，方便大家对照研究学习。
仿真模型要点
2.1 整体仿真模型
模型参考结构图如下，包括风机、储能、负荷、模型预测控制器以及发电机组等。
整体simulink模型如下：
不带储能部分模型：
包含储能部分模型：
2.2 MPC控制模块
2.3 风机内部模型
2.4 风储性能指标优化
% 性能指标权系数矩阵
Q_base = [1,0;0,1]; % No*No的对角矩阵，输出误差基准加权矩阵
R_base = 1; % Nu*Nu的对角矩阵，控制量加权基准矩阵，此处为控制增量加权基准矩阵
Q = eye(Np);
R = eye(Nc);
Q = kron(Q,Q_base); % 预测时域内输出误差权矩阵
R = kron(R,R_base); % 控制时域内控制增量权矩阵
% 性能指标转化为标准二次规划系数矩阵
H = Theta' * Q * Theta + R;
H = (H + H')/2;
f = (2*(Phi * kesi - y_ref)' * Q * Theta)';
% 约束条件
A_c = tril(ones(Nc*Nu));
Ut = kron(ones(Nc,1),U);
umin = -5; % 控制量最大值
umax = 2; % 控制量最小值
delta_umin = -0.05; % 控制增量最小值
delta_umax = 0.05; % 控制增量最大值
U_min = kron(ones(Nc,1),umin);
U_max = kron(ones(Nc,1),umax);
delta_Umin = kron(ones(Nc,1),delta_umin);
delta_Umax = kron(ones(Nc,1),delta_umax);
lb = delta_Umin;
ub = delta_Umax;
% 不等式约束系数矩阵
A_con_cell = {A_c;-A_c};
b_con_cell = {U_max - Ut;-U_min + Ut};
A_con = cell2mat(A_con_cell);
b_con = cell2mat(b_con_cell);
% 二次规划求解
options = optimset('Algorithm','');
[X,fval,exitflag] = quadprog(H,f,A_con,b_con,[],[],lb,ub,[],options);
% 控制量计算
delta_u = X(1);
U = U + delta_u;
u_ctr = U;
block.OutputPort(1).Data = u_ctr;
block.OutputPort(2).Data = [u_ctr, delta_u];
该部分以matlab代码的方式将风储性能指标转化为二次规划模型进行求解。
部分结果
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原文地址：https://blog.csdn.net/zhangxd212489/article/details/142579269
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