一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法技术

本发明专利技术公开了电气工程及其自动化技术领域的一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，包括以下步骤：针对虚拟储能的变频空调负荷模型简化处理；针对变频空调负荷虚拟储能模型及时间解耦的控制；针对变频空调负荷虚拟储能特性分析；本发明专利技术基于变频空调负荷模型参数在线辨识结果构建其虚拟储能模型，并研究其参与电网需求响应的方法，针对虚拟储能模型构建需求对变频空调负荷模型进行合理简化，利用负荷模型参数辨识结果计算虚拟储能参数；构建这个虚拟储能模型是空调负荷虚拟储能参与需求响应的基础，便于充分挖掘空调负荷的需求响应潜力，充分尊重用户的用电偏好及需求响应意愿。电偏好及需求响应意愿。电偏好及需求响应意愿。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法


[0001]本专利技术涉及电气工程及其自动化
，具体涉及一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法。

技术介绍

[0002]现有研究大多基于离线方法用于空调负荷模型参数辨识。目前文献，使用遗传算法对二阶ETP模型参数进行离线辨识，效果较好，但仅适用于定频空调，空调能效比固定，且未考虑固体初始温度参数的识别，导致参数识别精度不高。目前文献，以前一天的数据，针对定、变频空调和建筑系统识别一阶ETP模型参数，实现了模型参数的每日更新，但15min的数据间隔影响了参数辨识的准确性，无法及时反日内参数变化情况。
[0003]空调调控过程中需考虑的人体热舒适性约束。针对热舒适度评价， Fanger教授建立了预测平均评价指标(Predicted Mean Vote，PMV)模型，可计算预测不满意百分比(Predicted Percent Dissatisfied，PPD)，即感觉环境温度不舒适的人群比例预测值，但PMV模型中大量的参数只能采用典型值，实际计算时人群及环境差异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：针对虚拟储能的变频空调负荷模型简化处理；S2：针对变频空调负荷虚拟储能模型及时间解耦的控制；S3：针对变频空调负荷虚拟储能特性分析。2.根据权利要求1所述的一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，其特征在于：所述S1的具体步骤为：(a)变频空调功率控制模型的简化空调的虚拟储能功率P
ves
定义为调节后的空调功率P
a
与未进行调节的、室内气温达到设定值并保持恒定的空调功率P
sta
间的差值，如下式所示：P
ves
(t
i
)＝P
a
(t
i
)
‑
P
sta
(t
i
)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)P
ves
(t
i
)为正代表空调负荷虚拟储能充电，为负代表放电，基于二阶ETP模型可计算P
sta
(t
i
)解析式如下式所示:在室内温度接近设定温度时，以ΔT(t
i
)为控制量，对功率进行PI控制，导致功率及温度出现波动，难以计算；因而简化为：在室内气温首次达到设定温度后，通过理想的控制使其一直稳定在设定值，这一阶段的空调功率为P
sta
(t
i
)；理想情况下变频空调变频范围较大，最低功率接近于零，且从简化模型的角度不考虑停机情况；简化后的变频空调功率控制模型如下式：(b)空调
‑
建筑系统二阶ETP模型简化若直接基于二阶ETP模型计算空调设定温度改变过程所需时间，最后得到的是复杂的超越方程，无法直接得到解析解，只能通过二分法、迭代法等方法求解近似的数值解；二阶ETP模型中固体温度变化的速度相较于气体十分缓慢，可进行一定简化；假设初始固体温度与室内气温一致，当空调设定温度改变，通过空调制热室内气温迅速变化到达设定值，调整的时间一般为5至10min，而固体仅能通过与气体直接进行热交换，要达到与室内气温一致至少需要4至5τ
m
，已知参数辨识得到的τ
m
平均约为10h，这个时间远大于室内气温的调整时间；因而室内气温变化的过程中，假设固体温度保持不变，从而简化相关计算。3.根据权利要求2所述的一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，其特征在于：对空调
‑
建筑系统二阶ETP模型简化包含以下两点：
①
空调设定温度改变引起的室内气温短暂调整的过程中，假设固体温度保持不变，从而简化为一阶计算；同时，在空调制热能力强且房间面积较小的情况下，室内温度变化快，室内温度调整过程的温度变化可近似线性化；
其中：
②
计算固体温度时，室内温度以空调设定温度代替，考虑到室内温度在绝大部分时间内即为设定温度，温度调整时间短，因而以设定温度代替室内温度；同时，由于τ
m
远大于对空调负荷的调度尺度，对固体温度变化过程进行线性化，得到：结合变频空调功率控制简化模型，简化后室内气温及固体温度计算如下式：。4.根据权利要求1所述的一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，其特征在于：所述S2的具体步骤为：简化后的变频空调负荷模型，进行模拟充放电控制，控制周期Δt
cont
设置为1小时，模拟控制步骤如下：
①
初始温度为T
comf
，控制周期初始将提升设定温度为T
max
，模拟空调虚拟储能充电，再将设定温度恢复为T
comf
，保证在控制周期末将室内气温降至T
comf
；
②
初始温度为T
comf
，控制周期初始将降低设定温度为T
min
，模拟空调虚拟储能放电，再将设定温度恢复为T
comf
，保证在控制周期末将室内气温提升至T
comf
；
①
、
②
所描述的空调控制方式在一阶ETP模型下是时间解耦的，也即控制前后，室内气体温度不变，变频空调负荷虚拟储能状态未发生变化，可充放电容量不变。5.根据权利要求4所述的一种基于二阶等效热参数模型的变频空调负荷虚拟储能建模方法，其特征在于：根据(1)式计算空调虚拟储能功率P
ves
(t
i
)，初始室内固体温度及气温均假设为T
comf
；充电周期内虚拟储能的充电量大于放电量，也即平均充电功率为正，放电周期同理，充放电周期前后固体温度小幅度变化，每个充放电周期均包含三个阶段...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴清，李志勇，邵洁，庞松岭，何光宇，范帅，邵韵霏，吴承鑫，
申请(专利权)人：海南省电力学校海南省电力技工学校，
类型：发明
国别省市：