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第44卷第11期电力自动化设备Vol.44No.11
2024年11月ElectricPowerAutomationEquipmentNov.2024
面向电网调峰的聚合温控负荷多目标优化控制方法
1，21，21，21，21，23
余洋，向小平，李梦璐，李君卫，王卜潇，蔡新雷
（1.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，河北保定071003；
2.华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室，河北保定071003；
3.广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东广州510600）
摘要：为使聚合温控负荷参与电网调峰时兼顾运行的经济性和清洁性，提出面向电网调峰的聚合温控负荷多
目标优化控制方法。建立温控负荷聚合模型，在常规模型预测控制的基础上，计及温控负荷聚合特性，设计
预测时间自适应优化策略，动态调整域参数以协调处理优化精度与计算时间之间的矛盾，同时建立双闭环反
馈机制以实时反馈温控负荷状态信息，提升实现调峰计划的可靠性；引入拉格朗日乘子和松弛因子，将多输
出约束条件变成多目标函数的附加部分，提高控制方法的稳定性；提出改进的哈里斯鹰算法，对多目标优化
问题进行求解，缩短模型预测控制的执行延时，提高寻优速度和寻优精度。所提控制方法与其他控制方法的
仿真对比结果表明，所提控制方法有效降低了电网峰谷差以及运行成本和排放成本，同时兼顾了聚合温控负
荷参与电网调峰的技术性、经济性和清洁性。
关键词：温控负荷；电网调峰；模型预测控制；改进的哈里斯鹰算法；多目标优化
中图分类号：TM73文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.202408014
0引言在此基础上，文献［7］建立双闭环反馈机制，增加了
系统成本误差的反馈。然而，上述研究主要基于电
截至2023年9月，我国光伏发电装机容量约为
8网要求设计自适应域参数策略和反馈机制，未考虑
5.2×10kW，同比增长45.3%，风电装机容量约为
8［1］TCL调峰聚合特性和用户舒适度，难以保证稳定性。
4.0×10kW，同比增长15.1%。而新能源发电的
在MPC方法中引入约束是保证控制稳定性的
波动性、随机性加大了电网峰谷差，增加了电网对调
［2］重要途径。文献［8⁃9］引入硬约束，但忽略了软约
峰容量的需求。温控负荷（thermostaticallycon⁃
束，即输出约束，难以保证在任意情况下MPC均能
trolledload，TCL）以其响应容量大、响应速度快等优
稳定收敛；文献［10］引入输出约束，但未量化输出约
点成为电网调峰的良好资源。合理高效的控制方法
束，也未将其引入目标函数，增大了系统运行的风
是调控聚合温控负荷（aggregatedthermostatically
险。因此，对于在MPC方法中如何处理约束还有待
controlledload，ATCL）参与电网调峰的重要前提。
深入研究。
目前，我国相关部门已发布了TCL等可调节
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