基于模型預測控制的戶用微電網在線能量管理方法

仇群輝， 孫一凡， 吳杭飛， 王妍彥， 何平， 張有兵， 谷紀婷

(1．國網嘉興供電公司，浙江 嘉興 314100；2．浙江工業大學 信息工程學院，浙江 杭州 310023；3．國網浙江省電力公司經濟技術研究院，浙江 杭州 310008)

基金項目:浙江省自然科學基金資助項目(LY16E070005)

0 引 言

由于近40%的全球總能耗是建筑能耗，因此，近年來戶用微電網(Residential Microgrid，RMG)的能量管理方法成為重要的研究熱點[1]。相較于商業微網或工業微網，戶用微電網中的用戶用電行為更加隨機，使得用電行為難以預測[2]。另一方面，隨著可再生能源發電比例的持續增加，其出力隨機性、間歇性是RMG迫切要求解決的難題之一[3]。因此，為了協調所有負荷的用電行為以改善供求平衡和解決RMG的不確定性，需要設計有效的能量管理方法。

以前對戶用微電網的能量管理研究主要集中在確定性規劃。需要建立精確模型，無法應對可再生能源出力和負荷需求的隨機性。目前一些研究提出隨機規劃的方法以解決不確定性。文獻[4-5]通過對RMG分析的基礎上，提出了智能家居能源管理的隨機動態規劃框架，使得用戶的電力支出得到顯著的減少，但是采用離線優化方法，其實際應用價值不高。

針對上述問題，本文結合需求側管理和日前電價提出一種基于模型預測控制的戶用微電網在線能量管理方法，能夠及時高效地處理各類生活電器接入用電時可能出現的突發狀況，同時通過模型預測控制(Model Predictive Control，MPC)實時更新可再生能源出力，為RMG處理不確定性提供了有效途徑,并且在實踐中很容易實施。……