一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法，所述控制方法包括：分析电热蓄能装置的特性，建立供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型；提出多智能体的电热蓄能装置控制模型；根据所述供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型构建电热蓄能装置的约束条件，根据所述多智能体的电热蓄能装置控制模型构建单一电热蓄能装置智能体的目标函数；根据所述电热蓄能装置的约束条件和所述单一电热蓄能装置智能体的目标函数对多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化。本发明专利技术提供的基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法，充分利用了电热蓄能装置削峰填谷的特性，实现了整个电热蓄能系统的削峰填谷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法及系统
本专利技术涉及供暖系统的控制领域，具体涉及一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法。
技术介绍
随着冬季供暖时期雾霾天气的不断加剧，国家开始大力推广“以电代煤、以电代油、电从远方来”的理念，各地政府、电力公司以及供暖公司也为缓解大气污染，纷纷启动了“煤改电”工程项目，节能降耗，电采暖的逐步推广和应用,无疑将成为城市环境污染“减负”的重要手段之一。近年来,随着我国电力事业的飞速发展,利用电能产生热量进行取暖的方式,其清洁和方便性越来越得到人们的认可,发展电采暖已成为冬季取暖的趋势之一，同时，综合考虑到我国的用电结构，我国在电力行业提出了“削峰填谷”措施：即施行峰谷电价，提倡峰时少用电，谷时多用电。为此，需要提供了一种基于多智能体的电热蓄能装置的蓄热管理模式，充分利用了电热蓄能装置削峰填谷的特性，实现整个电热蓄能系统“削峰填谷”，成为本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法及系统。本专利技术提供的一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法，包括以下步骤：步骤1：分析电热蓄能装置的特性，建立供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型；步骤2：提出多智能体的电热蓄能装置控制模型；步骤3：根据所述供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型构建电热蓄能装置的约束条件，根据所述多智能体的电热蓄能装置控制模型构建单一电热蓄能装置智能体的目标函数；步骤4：根据所述电热蓄能装置的约束条件和所述单一电热蓄能装置智能体的目标函数对多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化。优选的，所述步骤1的供热量模型如下式所示：式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；n：单一电热蓄能装置供热范围内的建筑物个数；qm：第m个建筑物的单位面积的散热指标；Sm：第m个建筑物的表面积；Tinside_t：t时刻供热建筑物的室内温度；Toutside_t：t时刻供热建筑物的室外温度。优选的，所述步骤1的用电负荷需求模型的建立包括：电热蓄能装置低谷时段的用电负荷需求应满足的条件如下式所示:式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_max：电热蓄能装置的最大功率；ΔPnd_t：电热蓄能装置在非低谷时段蓄热时的热量损失功率；td_s、td_e、tnd：分别为夜间低谷时段的开始时间、结束时间和非低谷时段的结束时间。优选的，所述步骤1的蓄热量模型如下式所示：式中：Qhd_t：电热蓄能装置在t时刻的蓄热量；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷。所述步骤2的提出多智能体的电热蓄能装置的控制模型包括，根据多智能体系统，对电热蓄能装置的调度管理系统进行智能化设计，并组成多智能体的电热蓄能装置控制模型。优选的，所述多智能体的电热蓄能装置控制模型包括：电网智能体GA、地区智能体RA、小区智能体SA和电热蓄能装置智能体EA；所述GA、RA、SA和EA由EA进行预约并上传，由SA进行整合，由RA与EA协同进行计算优化，由GA进行调整，最后协同制定出一个控制策略。优选的，所述步骤3中约束条件包括：功率约束、蓄热量约束和功率波动约束。优选的，所述功率约束如下式所示：Phd_min≤Phd_t≤Phd_max(5)式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；Phd_min和Phd_max：分别为电热蓄能装置功率的下限制和上限值。优选的，所述蓄热量约束如下式所示：Qhd_t≤Qhd_max(6)式中：Qhd_t：电热蓄能装置在t时刻的蓄热量；Qhd_max：电热蓄能装置蓄热器的最大蓄热量。优选的，所述功率波动约束如下式所示：式中：Phd,t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；Phd,t-1：t‐1时刻电热蓄能装置的供热负荷；和电热蓄能装置升、降功率的响应速度极限。优选的，所述步骤3中目标函数F如下式所示：F＝min[max(Lj,r)-min(Lj,r)](8)式中：Lj,r：电热蓄能装置智能体所接入的调度在j时段内的实际负荷数据。优选的，所述步骤4中多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化包括：4‐1、首先初始化电热蓄能装置的相关参数；4‐2、初始化迭代参数；4‐3、根据时间段数进行迭代，将电热蓄能装置按照接入的时间分配到各个时段；4‐4、计算出适合自身的蓄热和供热时段；4‐5、计算叠加当前电热蓄能装置供热负荷之后的总负荷Lj,r并和调度中心的最大负荷Lj,max进行比较，若Lj,r＜Lj,max，则生产该电热蓄能装置的蓄热计划并更新调度的负荷信息，反之则退出循环；4‐6、按时段循环迭代至T＝24，随时间的推进依次获取1天内每个电热蓄能装置的蓄热计划。优选的，所述步骤4‐1的相关参数包括电热蓄能装置的数量、夜间低谷时段的开始时间、结束时间和功率上下限制参数。本专利技术提供的基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制系统包括：第一构建模块、第二构建模块、第三构建模块、第四构建模块和优化模块；所述的第一构建模块，用于根据电热蓄能装置的运行特性构建供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型；所述的第二构建模块，用于根据多智能体系统构建多智能体的电热蓄能装置控制模型；所述的第三构建模块，用于根据所述第一构建模块构建电热蓄能装置的约束条件；所述的第四构建模块，用于根据所述第二构建模块构建单一电热蓄能装置智能体的目标函数；所述优化模块，用于根据所述第三构建模块的电热蓄能装置的约束条件和所述第四构建模块的单一电热蓄能装置智能体的目标函数对多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化。优选的，所述第一构建模块包括构建供热量子模块、构建用电负荷需求子模块和构建蓄热量子模块；所述构建供热量子模块：用于根据如下公式构建供热量模型：式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；n：单一电热蓄能装置供热范围内的建筑物个数；qm：第m个建筑物的单位面积的散热指标；Sm：第m个建筑物的表面积；Tinside_t：t时刻供热建筑物的室内温度；Toutside_t：t时刻供热建筑物的室外温度；所述构建用电负荷需求子模块：用于根据如下公式构建用电负荷需求模型：式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_max：电热蓄能装置的最大功率；ΔPnd_t：电热蓄能装置在非低谷时段蓄热时的热量损失功率；td_s、td_e、tnd：分别为夜间低谷时段的开始时间、结束时间和非低谷时段的结束时间；所述构建蓄热量子模块：用于根据如下公式构建蓄热量模型：式中：Qhd_t：电热蓄能装置在t时刻的蓄热量；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷。优选的，所述第三构建模块包括：功率约束子模块、蓄热量约束子模块和功率波动约束子模块；所述功率约束子模块：用于根据如下公式构建功率约束：Phd_min≤Phd_t≤Phd_max式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；Phd_min和Phd_max：分别为电热蓄能装置功率的下限制和上限值；所述蓄热量约束子模块：用于根据如下公式构建蓄热量约束：Qhd_t≤Qhd_本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1：分析电热蓄能装置的特性，建立供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型；步骤2：提出多智能体的电热蓄能装置控制模型；步骤3：根据所述供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型构建电热蓄能装置的约束条件，根据所述多智能体的电热蓄能装置控制模型构建单一电热蓄能装置智能体的目标函数；步骤4：根据所述电热蓄能装置的约束条件和所述单一电热蓄能装置智能体的目标函数对多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1：分析电热蓄能装置的特性，建立供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型；步骤2：提出多智能体的电热蓄能装置控制模型；步骤3：根据所述供热量模型、用电负荷需求模型和蓄热量模型构建电热蓄能装置的约束条件，根据所述多智能体的电热蓄能装置控制模型构建单一电热蓄能装置智能体的目标函数；步骤4：根据所述电热蓄能装置的约束条件和所述单一电热蓄能装置智能体的目标函数对多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化。2.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤1的供热量模型如下式所示：式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；n：单一电热蓄能装置供热范围内的建筑物个数；qm：第m个建筑物的单位面积的散热指标；Sm：第m个建筑物的表面积；Tinside_t：t时刻供热建筑物的室内温度；Toutside_t：t时刻供热建筑物的室外温度。3.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤1的用电负荷需求模型的建立包括：电热蓄能装置低谷时段的用电负荷需求应满足的条件如下式所示:式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_max：电热蓄能装置的最大功率；ΔPnd_t：电热蓄能装置在非低谷时段蓄热时的热量损失功率；td_s、td_e、tnd：分别为夜间低谷时段的开始时间、结束时间和非低谷时段的结束时间。4.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤1的蓄热量模型如下式所示：式中：Qhd_t：电热蓄能装置在t时刻的蓄热量；夜间低谷时段t时段电热蓄能装置的用电负荷；Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷。5.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤2的提出多智能体的电热蓄能装置的控制模型包括，根据多智能体系统，对电热蓄能装置的调度管理系统进行智能化设计，并组成多智能体的电热蓄能装置控制模型。6.如权利要求5所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述多智能体的电热蓄能装置控制模型包括：电网智能体GA、地区智能体RA、小区智能体SA和电热蓄能装置智能体EA；所述GA、RA、SA和EA由EA进行预约并上传，由SA进行整合，由RA与EA协同进行计算优化，由GA进行调整，最后协同制定出一个控制策略。7.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤3中约束条件包括：功率约束、蓄热量约束和功率波动约束。8.如权利要求7所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述功率约束如下式所示：Phd_min≤Phd_t≤Phd_max(5)式中：Phd_t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；Phd_min和Phd_max：分别为电热蓄能装置功率的下限制和上限值。9.如权利要求7所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述蓄热量约束如下式所示：Qhd_t≤Qhd_max(6)式中：Qhd_t：电热蓄能装置在t时刻的蓄热量；Qhd_max：电热蓄能装置蓄热器的最大蓄热量。10.如权利要求7所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述功率波动约束如下式所示：式中：Phd,t：t时刻电热蓄能装置的供热负荷；Phd,t-1：t-1时刻电热蓄能装置的供热负荷；和电热蓄能装置升、降功率的响应速度极限。11.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤3中目标函数F如下式所示：F＝min[max(Lj,r)-min(Lj,r)](8)式中：Lj,r：电热蓄能装置智能体所接入的调度在j时段内的实际负荷数据。12.如权利要求1所述的电热蓄能装置的供暖控制方法，其特征在于，所述步骤4多智能体的电热蓄能装置的供暖控制进行优化包括：4‐1、首先初始化电热蓄能装置的相关参数；4‐2、初始化迭代参数；4‐3、根据时间段数进行迭代，将电热蓄能装置按照接入的时间分配到各个时段；4‐4、计算出适合自身的蓄热和供热时段；4‐5、计算叠加当前电热蓄能装置供热负荷之后的总负荷Lj...

【专利技术属性】
技术研发人员：成岭，金璐，钟鸣，蒋利民，王伟，于波，屈博，韩慎朝，黄伟，王迎秋，孟珺遐，马崇，张新鹤，卢欣，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11