电压敏感型负荷参与频率响应的分层模型预测控制策略

To enhance frequency stability in new power systems dominated by renewables, this paper proposes a two-layer MPC strategy: an upper-layer centralized MPC computes active power references from frequency measurements, and a lower-layer distributed robust MPC regulates reactive power of local VAR devices to modulate voltage-sensitive load active power without inter-controller communication.

构建以新能源为主体的新型电力系统是实现"双碳"目标的重要举措,而新能源的大规模并网使得电力系统亟须更多调频资源来保证频率安全.电压敏感型负荷是需求侧重要的调频资源,其消耗的有功功率与电压密切相关.为此,该文提出一种针对电压敏感型负荷的控制策略,通过控制无功设备来调节负荷节点电压,从而改变其有功功率,以参与频率响应.该策略分为两层:上层基于集中式模型预测控制设计,根据频率测量值计算负荷有功功率参考值,并将其提供给下层;下层基于分散式模型预测控制设计,由多个本地鲁棒控制器构成,每个本地控制器根据上层提供的负荷有功功率参考值计算其对应无功设备输出的无功功率.下层本地控制器之间互不通信,使用基于管道的鲁棒方法补偿通信缺失.仿真结果验证了所提策略的有效性.