34、先进控制方法：监督控制与分布式能源系统解析

先进控制方法：监督控制与分布式能源系统解析

1. 监督控制系统设计

1.1 设计考虑因素

在监督模型预测控制（MPC）设计中，需要考虑以下电池组维护因素：
1. 小的充放电电流更有利。
2. 充电电流应限制在一定上限以下，该上限基于简单的锥形充电方法设定。
3. 为保护电池组，电池组的放电深度（DOD）不应超过 (d_{max}^b)。
4. 当除满足水生产电力需求外还有额外发电时，应给电池充电。

同时，还需考虑时变的电价，通过在高电价时向电网售电、低电价时从电网购电来实现经济最优运行。为了向电网输送更多能量或从电网获取更少能量，反渗透（RO）海水淡化子系统应在能量最优水回收率 (Y_{opt}) 下运行，以最小化单位水生产的能耗。

此外，假设存在一个优选的储水箱状态 (s_{opt}^t)，它是水箱满足意外用水需求和储存额外水产量能力之间的平衡。并且假设已知 RO 子系统未来的用水需求 (F_d(t)) 以及未来每小时的天气条件（风速、光照、光伏电池温度）预测信息。

1.2 成本函数设计

监督控制器的成本函数设计如下：
[
J_g(t_k) = \gamma \int_{t_k}^{t_k + N} d_b(\tau)d\tau + \xi \int_{t_k}^{t_k + N} i_b(\tau)^2d\tau + \zeta \int_{t_k}^{t_k + N} p(\tau)P_G(\tau)d\tau + \varepsilon \int_{t_k}^{t_k + N} |s_t(\tau) - s_{opt}^t|d\tau + \th