面向微电网的经济非线性模型预测控制：考虑发电机开停机约束
最优化与控制
2026-05-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
最近，在发展用于多阶段最优电力流(OPF)问题的经济非线性模型预测控制(NMPC)方案方面取得了显著进展。然而，将发电机运行时间和发电机启动成本的离散决策变量纳入模型后，会形成计算颇具挑战性的大规模混合整数非线性规划(MINLP)。本文研究一种实用方法：将非线性交流电力流方程替换为凸二次近似。结合离散发电机动力学后，问题转化为混合整数二次约束规划(MIQCP)，其计算复杂度显著降低，可通过CPLEX等成熟求解器在合理时间内求解。我们进一步指出，若考虑发电机运行时间和启动事件数限制，简单的终端约束并不足以保证NMPC方案的递归可行性。为此，我们提出使用额外的时间耦合约束，并证明其可实现递归可行性。基于系统周期耗散性假设，我们可以证明该控制器具有稳定性。为验证结果，我们对现实6节点微电网在不同需求情景下的运行进行仿真。
引用
@article{arxiv.2605.27553,
title = {Economic Nonlinear Model Predictive Control for Microgrids with Generator Up and Downtime Constraints},
author = {Jürgen Gutekunst and Armin Nurkanovic and Ekaterina Kostina and Hans Georg Bock and Robert Scholz and Amer Mesanovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27553},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 4 figures