一种空调负载模型的聚合方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种空调负载模型的聚合方法及装置，方法包括：建立阻抗电机复合负载模型，根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型，并获取不同环境参数下的聚合等效模型的多个空调等效阻抗，针对每个空调等效阻抗，将空调等效阻抗与阻抗电机复合负载模型聚合，得到单一阻抗电机复合负载模型，将各个单一阻抗电机复合负载模型进行聚合，得到等效总负荷模型，对等效总负荷模型进行传输阻抗转换，得到空调负载模型。由此可见，无需经过多个非线性方程的求解，通过细致的电路变换，将传输阻抗转换为底层的复合负载模型，使得对感应电路的聚合能够实现计算复杂度和聚合精度之间的平衡，提高了聚合的性能。提高了聚合的性能。提高了聚合的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种空调负载模型的聚合方法及装置


[0001]本申请涉及电力
，更具体的说，是涉及一种空调负载模型的聚合方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电力系统技术的不断发展，电力系统分析和控制受到技术人员高度关注，负荷模型是电力系统数学模型中的重要组成部分，而负荷建模的准确性将极大影响电力系统分析和控制的可靠性。如今，空调等温控负荷所占总用电负荷比例居高不下，亟需建立统一的空调综合负荷模型，以表示下级负荷网络的整体动态特征。
[0003]目前，现有的负荷模型聚合研究中，异步电机的聚合需要求解多个非线性方程，导致感应电机的聚合的计算复杂度与聚合精度之间不平衡，聚合性能低下。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种空调负载模型的聚合方法及装置，以实现空调负荷模型的电机的计算复杂度与聚合精度之间的平衡。
[0005]为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
[0006]一种空调负载模型的聚合方法，包括：
[0007]建立阻抗电机复合负载模型；
[0008]根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型，并获取不同所述环境参数下的聚合等效模型的多个空调等效阻抗；
[0009]针对每个空调等效阻抗，将所述空调等效阻抗与所述阻抗电机复合负载模型聚合，得到所述空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型；
[0010]将各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型进行聚合，得到等效总负荷模型；
[0011]对所述等效总负荷模型进行传输阻抗转换，得到空调负载模型。
[0012]可选的，所述建立阻抗电机复合负载模型，包括：
[0013]构建阻抗电机负荷结构，所述阻抗电机负荷结构包括电阻、电抗、定子电抗、磁化电抗、转子电抗和转子电阻，所述电阻、所述电抗、所述磁化电抗与所述转子电阻四者均互为并联关系，所述定子电抗接于所述电抗与所述磁化电抗之间，所述转子电抗接于所述磁化电抗与所述转子电阻之间；
[0014]根据所述阻抗电机负荷结构，利用下式计算稳态电抗、暂态电抗和开路时间参数：
[0015][0016]其中，X为稳态电抗，X
s
为所述定子电抗，X
m
为所述磁化电抗，X
′
为暂态电抗，X
r
为所述转子电抗，T
′
d0
为开路时间参数，ω0为定子频率，R
r
为所述转子电阻；
[0017]根据所述稳态电抗、所述暂态电抗和所述开路时间参数并结合所述阻抗电机负荷结构，利用下式构建带有惯性时间常数和机械转矩的三阶状态方程：
[0018][0019]其中，E
′
d
为所述阻抗电机负荷结构的电动势的d轴分量，E
′
q
为所述阻抗电机负荷结构的电动势的q轴分量，s为转子转差，H为惯性时间常数，T
m
为机械转矩，I
d
为所述阻抗电机负荷结构的定子电流的d轴分量，I
q
为所述阻抗电机负荷结构的定子电流的q轴分量，dt表示在时间上微分；
[0020]以所述稳态电抗、所述暂态电抗、所述开路时间参数、所述惯性时间常数、所述机械转矩以及所述电阻作为模型聚合参数，构建阻抗电机复合负载模型。
[0021]可选的，每个房间的环境参数包括该个房间的室外空气温度、该个房间的室内空气温度和该个房间的室内固体温度；
[0022]所述根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型，包括：
[0023]构建每个房间内的空调的空调等效模型，每个所述空调等效模型包括室内空气比热容、室内固体比热容、室内固体热阻和室内等效热阻；
[0024]创建每个房间内的空调的空调等效模型的二阶微分方程，为：
[0025][0026]其中，T
in
为该个房间的室内空气温度，T
f
为该个房间的室内固体温度，为T
in
的微分，为T
f
的微分，为x的微分，R
s
为该个房间的室内固体热阻，R
h
为该个房间的空调的室内等效热阻，C
a
为该个房间的空调的空调等效模型的室内空气比热容，C
s
为该个房间的空
调的空调等效模型的室内固体比热容，T
o
为该个房间的室外空气温度，ηP为该个房间的空调的控温效率；
[0027]根据每个房间内的空调的空调等效模型的二阶微分方程，将该个房间内的空调的空调等效模型简化为等效一阶模型；
[0028]将各个房间的空调的等效一阶模型聚合，得到各个房间的空调的聚合等效模型，所述聚合等效模型在其空调稳定运行时，满足下式：
[0029][0030]其中，P
eq
为所述聚合等效模型的空调的额定功率，R
eq
为所述聚合等效模型的聚合等效电阻，C
eq
为所述聚合等效模型的等效热容，为所述聚合等效模型在第t时刻的室外空气温度，T
it
为所述聚合等效模型的空调运行在第t时刻的室内空气温度，η
eq
为所述聚合等效模型的空调运行在的空调的控温效率，T
oeq
为所述聚合等效模型的室外空气温度，T
ineq
为所述聚合等效模型的室内空气温度，c为空气比热容，ρ为空气密度，h为各个房间的平均高度，S为各个房间的平均面积。
[0031]可选的，每个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型包括该个空调等效阻抗和一个所述阻抗电机复合负载模型；
[0032]所述将各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型进行聚合，得到等效总负荷模型，包括：
[0033]对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的暂态电抗进行聚合，得到满足第一聚合条件的聚合暂态电抗，所述第一聚合条件为：
[0034][0035]其中，X
′
B
为聚合暂态电抗，为聚合电动势，N为单一阻抗电机复合负载模型的总数量，S
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的电机额定容量，S
base
为预先设置好的电机基础容量，X
′
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的暂态电抗，为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的电动势；
[0036]对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的稳态电抗进行聚合，得到满足第二聚合条件的聚合稳态电抗，所述第二聚合条件为：
[0037][0038]其中，X
B
为聚合稳态电抗，X
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的稳态电抗；
[0039]对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空调负载模型的聚合方法，其特征在于，包括：建立阻抗电机复合负载模型；根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型，并获取不同所述环境参数下的聚合等效模型的多个空调等效阻抗；针对每个空调等效阻抗，将所述空调等效阻抗与所述阻抗电机复合负载模型聚合，得到所述空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型；将各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型进行聚合，得到等效总负荷模型；对所述等效总负荷模型进行传输阻抗转换，得到空调负载模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立阻抗电机复合负载模型，包括：构建阻抗电机负荷结构，所述阻抗电机负荷结构包括电阻、电抗、定子电抗、磁化电抗、转子电抗和转子电阻，所述电阻、所述电抗、所述磁化电抗与所述转子电阻四者均互为并联关系，所述定子电抗接于所述电抗与所述磁化电抗之间，所述转子电抗接于所述磁化电抗与所述转子电阻之间；根据所述阻抗电机负荷结构，利用下式计算稳态电抗、暂态电抗和开路时间参数：其中，X为稳态电抗，X
s
为所述定子电抗，X
m
为所述磁化电抗，X
′
为暂态电抗，X
r
为所述转子电抗，T
′
d0
为开路时间参数，ω0为定子频率，R
r
为所述转子电阻；根据所述稳态电抗、所述暂态电抗和所述开路时间参数并结合所述阻抗电机负荷结构，利用下式构建带有惯性时间常数和机械转矩的三阶状态方程：其中，E
′
d
为所述阻抗电机负荷结构的电动势的d轴分量，E
′
q
为所述阻抗电机负荷结构的电动势的q轴分量，s为转子转差，H为惯性时间常数，T
m
为机械转矩，I
d
为所述阻抗电机负荷结构的定子电流的d轴分量，I
q
为所述阻抗电机负荷结构的定子电流的q轴分量，dt表示在时间上微分；以所述稳态电抗、所述暂态电抗、所述开路时间参数、所述惯性时间常数、所述机械转矩以及所述电阻作为模型聚合参数，构建阻抗电机复合负载模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个房间的环境参数包括该个房间的室外空气温度、该个房间的室内空气温度和该个房间的室内固体温度；
所述根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型，包括：构建每个房间内的空调的空调等效模型，每个所述空调等效模型包括室内空气比热容、室内固体比热容、室内固体热阻和室内等效热阻；创建每个房间内的空调的空调等效模型的二阶微分方程，为：其中，T
in
为该个房间的室内空气温度，T
f
为该个房间的室内固体温度，为T
in
的微分，为T
f
的微分，为x的微分，R
s
为该个房间的室内固体热阻，R
h
为该个房间的空调的室内等效热阻，C
a
为该个房间的空调的空调等效模型的室内空气比热容，C
s
为该个房间的空调的空调等效模型的室内固体比热容，T
o
为该个房间的室外空气温度，ηP为该个房间的空调的控温效率；根据每个房间内的空调的空调等效模型的二阶微分方程，将该个房间内的空调的空调等效模型简化为等效一阶模型；将各个房间的空调的等效一阶模型聚合，得到各个房间的空调的聚合等效模型，所述聚合等效模型在其空调稳定运行时，满足下式：其中，P
eq
为所述聚合等效模型的空调的额定功率，R
eq
为所述聚合等效模型的聚合等效电阻，C
eq
为所述聚合等效模型的等效热容，为所述聚合等效模型在第t时刻的室外空气温度，T
it
为所述聚合等效模型的空调运行在第t时刻的室内空气温度，η
eq
为所述聚合等效模型的空调运行在的空调的控温效率，T
oeq
为所述聚合等效模型的室外空气温度，T
ineq
为所述聚合等效模型的室内空气温度，c为空气比热容，ρ为空气密度，h为各个房间的平均高度，S为各个房间的平均面积。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型包括该个空调等效阻抗和一个所述阻抗电机复合负载模型；所述将各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型进行聚合，得到等效总负荷模型，包括：对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的暂态电抗进行聚合，得到满足第一聚合条件的聚合暂态电抗，所述第一聚合条件为：其中，X
′
B
为聚合暂态电抗，为聚合电动势，N为单一阻抗电机复合负载模型的总数量，S
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的电机额定容量，S
base
为预先设置好的电机基础容量，X
′
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的暂态电抗，为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的电动势；对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的稳态电抗进行聚合，得到满足第二聚合条件的聚合稳态电抗，所述第二聚合条件为：其中，X
B
为聚合稳态电抗，X
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的稳态电抗；对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的开路时间参数进行聚合，得到满足第三聚合条件的聚合开路时间参数，所述第三聚合条件为：其中，T
′
d0_B
为聚合开路时间参数，T
′
d0_Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的开路时间参数；对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的惯性时间常数进行聚合，得到满足第四聚合条件的聚合惯性时间常数，所述第四聚合条件为：其中，H
B
为聚合惯性时间常数，H
Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的惯性时间常数；对各个空调等效阻抗的单一阻抗电机复合负载模型的机械转矩进行聚合，得到满足第五聚合条件的聚合机械转矩，所述第五聚合条件为：
其中，T
m_B
为聚合机械转矩，T
m_Mi
为第i个单一阻抗电机复合负载模型的阻抗电机复合负载模型的机械转矩；基于所述聚合暂态电抗、所述聚合稳态电抗、所述聚合开路时间参数、所述聚合惯性时间常数以及所述聚合机械转矩，构建等效总负荷模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述等效总负荷模型进行传输阻抗转换，得到空调负载模型，包括：将所述等效总负荷模型的传输阻抗进行分解，得到静态负载支路阻抗和电机支路阻抗；对所述静态负载支路阻抗和所述电机支路阻抗进行串联阻抗转换，确定中间等效模型、所述中间等效模型的电机中间等效变量以及所述中间等效模型的转换电抗；当所述转换电抗并入所述中间等效模型时，基于所述电机中间等效变量，确定最高负荷稳态电抗、最高负荷暂态电抗以及最高负荷开路时间参数；基于所述最高负荷稳态电抗、所述最高负荷暂态电抗、所述最高负荷开路时间参数、所述等效总负荷模型的聚合惯性时间常数以及所述等效总负荷模型的聚合机械转矩，构建得到空调负载模型。6.一种空调负载模型的聚合装置，其特征在于，包括：阻抗电机模型建立单元，用于建立阻抗电机复合负载模型；聚合等效模型建立单元，用于根据各个房间的环境参数，建立各个房间的空调的聚合等效模型；空调等效阻抗获取单元，用于获取不同所述环境参数下的聚合等效模型的多个空调等效阻抗；单一复合负载模型聚合单元，用于针对每个空调等效阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘廷哲，李超，曹望璋，江贺彬，金鑫，郭乾，罗鸿轩，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：