基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法技术方案

本发明专利技术涉及源荷协调调度方法技术领域，是一种基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法，其基于LSTM算法分析计及相变蓄热式电采暖建模所需数据，依据分析数据进行相变蓄热式电采暖入网的预测处理，得到预测数据；并考虑相变蓄热式电采暖在用能过程中的响应特性和多阶段温度约束；设计相变蓄热式电采暖负控系统的双层优化控制策略，得到相变蓄热式电采暖系统的用电控制策略。本发明专利技术能够减小电网运行压力、提高可再生能源消纳，提高电力资源的优化协调能力，使得能量损耗最小，促进节能减排，实现用户成本最小化和电网收益最大化的双赢局面，本发明专利技术为相变蓄热式电采暖参与源荷协调调度提供技术方法，能有效降低电力供需矛盾的影响。矛盾的影响。矛盾的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法


[0001]本专利技术涉及源荷协调调度方法
，是一种基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法。

技术介绍

[0002]推动能源消费革命、加强节能降耗是我国从中央到地方关注的焦点，也是解决我国能源粗放利用所带来高能耗、高污染问题的必由之路。电采暖作为一种安全、清洁、舒适的采暖方式，被我国各级政府认定有利于环境改善，对治理城市空气污染、提高居民生活质量有显著的作用。为此，国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知(国发[2013]37号)明确指出：“要通过政策补偿和实施峰谷电价、季节性电价、阶梯电价、调峰电价等措施，逐步推行以电替代煤炭”。截至2018年9月，北方地区“煤改电”项目累计完成确村确户223.83万户，覆盖取暖面积15897万平方米，涉及村(社区)11278个，完成政府计划任务的90.85％。其中：相变蓄热式电采暖确认面积6370万平方米，占北方地区确村确户总面积40％。电采暖工程推广应用发展迅速。然而，现有电采暖示范区在前期规划及示范应用阶段，未充分考虑电采暖负荷增量与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，基于LSTM算法分析计及相变蓄热式电采暖建模所需数据，依据分析后的数据进行相变蓄热式电采暖入网的预测处理，得到预测数据；步骤2，考虑相变蓄热式电采暖在用能过程中的响应特性和多阶段温度约束；步骤3，设计相变蓄热式电采暖负控系统的双层优化控制策略，得到相变蓄热式电采暖系统的用电控制策略。2.根据权利要求1所述的基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法，其特征在于步骤1具体包括：步骤11，(1)将第i个相变蓄热式电采暖系统的负荷功率P
i
(t)，负荷功率极值P
i，min
、P
i，max
，负荷变化趋势T
i
(t)，负荷波动信息F
i
(t)，按矩阵进行排列并进行M阶窗口移动平滑处理，削弱周期影响，此时负荷数据记做(2)将负荷数据转换时间数据集，使其处在{
‑
1，1}区间内，转换后的数据集记作X
i
＝{x
i，1
，x
i，2
，...，x
i，k
，x
i，n
}，输出为负荷变化趋势预测信息；(3)采用滑动窗口分割的方式对数据集X
i
进行重构：若LSTM模型输入时间步长为l1，输出预测步长为l2，则滑动窗口长度为设置为l1+l2，每次滑动一个单位，共产生n
‑
m
‑
l1+l2+1条长度为l1+l2的序列，每个序列中取前l1个数据构建一条输入X
i，j
，后l2个数据构建输出Y
i，j
，则LSTM模型输入数据集为：其中，LSTM模型输出数据集表示为：其中，重构处理后的数据标记为D
i
＝{X
i，in
，Y
i，out
}，将D
i
划分为训练集和测试集，其中训练集为D
i，tr
＝{X
i，tr
，Y
i，tr
}，测试集为D
i，ts
＝{X
i，ts
，Y
i，ts
}；步骤12，应用LSTM模型进行训练前，确定LSTM模型中涉及的参数，参数包括激励函数、学习率、损失函数、数据输入批量，模型参数确定后，每次选取批量大小数目的序列输入LSTM模型，不断对LSTM模型进行训练，训练过程表示为：Y
i，tr
＝F(W，b)(X
i，tr
)LSTM模型训练的目的在于寻找历史负荷数据X
i，tr
与负荷数据变化趋势Y
i，tr
之间的关系，经过训练后，实际输出Y
′
i，j
与理论输出Y
i，j
之间差值表示为损失函数，损失函数表示为L
i，j
＝l(Y
i，j
，Y
′
i，j
)LSTM模型训练时，以L
i，j
最小为目标，逐步更新神经层中的权重W和b，达到规定的误差水平或迭代次数时，训练停止；步骤13，LSTM模型训练完毕后，将测试集D
i，ts
中X
i，ts
逐步输入训练所得的LSTM模型，得出Y
i，tr
对应的预测值Y
i，pre
，
将Y
i，tr
、Y
i，pre
通过反缩放、反差分还原为最初量级的负荷数据，得出与原始时间序列对应的负荷实际值以及负荷预测值。3.根据权利要求1或2所述的基于LSTM算法的相变蓄热式电采暖负控系统控制方法，其特征在于步骤2具体为：相变蓄热式电采暖在用能过程中，用户体感温度计算公式如下：T
B
＝T
in
‑
a
b
|T...

【专利技术属性】
技术研发人员：马波，高峰，张海丽，韩宏刚，黎彦林，谷祖盛，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司昌吉供电公司，
类型：发明
国别省市：