华南理工大学学报(自然科学版)

作者：刘明波, 劳子卿, 董萍

单位：华南理工大学 电力学院/广东省绿色能源技术重点实验室，广东 广州 510640

关键词：区域供冷系统,二次调频,模型预测控制,终端约束,李雅普诺夫方法

基金：国家自然科学基金项目(52077083);广东省基础与应用基础研究基金项目(2024B1515250007)

区域供冷系统是一类集中化的空调负荷，具有一定的调频潜力。该文提出了一种基于终端约束模型预测控制的区域供冷系统辅助电网调频控制策略，通过调节区域供冷系统的冷冻水流量和冷水机组开机数量，控制区域供冷系统消耗的功率。首先，建立了考虑冷冻水流量与冷冻水出口温度关系的区域供冷系统动态模型和传统机组动态模型，构建系统的状态空间表达式；接着，基于终端约束模型预测控制方法，建立区域供冷系统和传统机组联合调频控制模型，其目标函数为最小化频率偏差、建筑物温度与人体舒适温度偏差、冷冻水流量控制指令及传统机组控制指令，终端约束包括终端代价函数和终端集；然后，通过构造系统的李雅普诺夫函数，证明该终端约束模型预测控制问题是渐进稳定的；最后，在10机39节点系统和某实际系统上分别进行仿真计算。结果表明：加入终端约束可提高系统的稳定性；采用区域供冷系统辅助电网调频，能够帮助系统快速恢复额定频率、提升调频性能；区域供冷系统参与电网调频不会对用户舒适度造成较大影响。

来源：2025年第9期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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