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龙图腾网获悉国网安徽省电力有限公司淮南市潘集区供电公司;国网安徽省电力有限公司淮南供电公司申请的专利提升电力系统频率稳定性的MPC-PI层次控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119906043B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411885967.2，技术领域涉及：H02J3/24；该发明授权提升电力系统频率稳定性的MPC-PI层次控制方法及系统是由郭步阳;武豪;刘宛莹;杨致远;孙占民;胡欣然;关卓林;班东坡;秦琛设计研发完成，并于2024-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本提升电力系统频率稳定性的MPC-PI层次控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种提升电力系统频率稳定性的MPC‑PI层次控制方法及系统，涉及电力系统控制与优化技术领域，建立包含惯量控制的电力系统动态模型，包括发电机、负荷、可再生能源及其交互关系，确定系统状态变量和控制输入；在MPC‑PI模式下，上层MPC负责对PI控制器的参数进行实时优化；在MPC‑PI模式中，下层PI控制器需要具备Anti‑Windup机制，以防止由于系统约束或非线性效应造成的积分饱和现象；当系统状态变化较大或出现饱和现象时，Anti‑Windup机制将通过调整PI控制器的积分部分，避免过度积累误差，确保系统的稳定性和响应性。

本发明授权提升电力系统频率稳定性的MPC-PI层次控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.提升电力系统频率稳定性的MPC-PI层次控制方法，其特征在于，包括以下内容： S1：建立包含惯量控制的电力系统动态模型，包括发电机、负荷、可再生能源及其交互关系，确定系统状态变量和控制输入； 确定系统状态变量和控制输入，其中：总体系统状态变量为X＝[Δf1,Pm1,Xg1,Pv1,ROCOF1,Δf2,Pm2,Xg2,Pv2,ROCOF2,Δf3,Pm3,Xg3,Pv3,ROCOF3,Ptie12,Ptie23,Ptie31]T； 控制输入U＝[u11,u21,u12,u22,u13,u23]； 控制输出 Y＝[ACE1,ROCOF1,ACE2,ROCOF2,ACE3,ROCOF3]T； 引入非线性扰动项，设定为wt＝[PL1t,PL2t,PL3t]； 若采用集中式控制，则系统维度为18维，考虑到由于距离因素导致的时滞，将系统分为三个子系统； 定义低惯量多区域电力系统的惯量-负荷频率控制参数，包括但不限于以下部件：调速器：设定导叶开度偏差量Xgi、调速器增益Kgovi、调速器时间常数Tgovi；机组：设定机组输出功率Pmi、机组增益Kturi、机组时间常数Tturi；储能设备：设定储能设备输出功率PVi、储能设备增益KESSi、储能设备时间常数TESSi；等值发电机：设定系统惯性系数Hi与系统阻尼系数Di；其他参数：包括频率偏差Δfi、频率偏差变化率ROCOFi、联络线功率偏差Ptieij； 形成区域系统状态空间方程： 构建各区域的状态空间方程如式1所示： 其中，i＝1-3，Xi＝[Δf1，Pm1，Xg1，Pv1，ROCOF1，Ptie12，Ptie31]T，Ui＝[u11，u21]，Yi＝[ACE1，ROCOF1，ACE2，ROCOF2，ACE3,ROCOF3]T，Ai、Bi、Fi、Ci分别为： S2：控制模式选择； S21：评估电力系统的稳定性： 在电力系统运行期间，监测系统状态以判断是否存在较大的工况变化； S22：选择控制模式： 若电力系统较为稳定，且在考虑的时段内无显著的工况变化： 选择传统PI控制器，并断开上层MPC模型预测控制优化； S23：若电力系统处于高新能源渗透率状态，且工况变化较大且难以预测：选择MPC-PI控制模型以适应动态变化的电力系统需求； S3：在MPC-PI模式下，上层MPC负责对PI控制器的参数进行实时优化； S4：在MPC-PI模式中，下层PI控制器需要具备Anti-Windup机制，以防止由于系统约束或非线性效应造成的积分饱和现象；当系统状态变化较大或出现饱和现象时，Anti-Windup机制将通过调整PI控制器的积分部分，避免过度积累误差，确保系统的稳定性和响应性； S5：PI控制器在系统稳定时自动接管，执行基础的比例-积分控制任务，PI控制器通过实时测量误差并进行比例和积分调节，以维持系统的稳态运行； S6：参数优化：基于多目标GSA的参数优化指标设定方法，优化的参数包括常规GPC参数、重要权重及抗饱和策略相关参数，需优化参数包括：a1、N1、NP1及Q、R关键权重。

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