本发明专利技术涉及一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置及方法，该装置中，变频空调负荷模型建立模块用于构建变频空调负荷模型；用户热满意度模型建立模块用于计算确定用户群对应的PPD；变频空调控制模型建立模块用于建立变频空调二次控制模型；变频空调群组直接恒温控制模型建立模块用于建立单台变频空调目标函数及约束模型；非分组控制的可削减容量及机会响应损失模型；分组控制模型；变频空调群组直接恒温控制调度模块则用于建立非分组控制策略、对可削减容量进行评估、决策各组空调数目和轮控起始时间、按不同调度周期确定控制参数及可削减容量。与现有技术相比，本发明专利技术能够有效评估空调用户的热舒适度，且提升能源利用率与空调负荷响应容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网负荷调控，尤其是涉及一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置及方法。
技术介绍
1、当前，电网的负荷结构已发生了巨大的改变，空调负荷在负荷结构中占据了重要地位，同时空调负荷具有储热特性良好，控制简便等优势，并且使用对象多为普通用户，短时间关闭对人体的舒适度影响不大。家庭空调负荷调控策略与方式是其参与需求响应的关键技术，其既要满足实际调度的需求，也要迎合用户对舒适度的要求，与此同时，变频恒温技术的快速发展，给需求响应调控策略与方式带来了新的机遇与挑战。现有研究积极推动智能电网的建设，通过智能电表、传感器、监测设备等先进技术，实现对变频空调运行的实时监测和数据采集，从而更加精准地获取用户用电数据。
2、近年来市场上变频空调发展快速，逐渐替代了传统的定频空调如何通过对变频空调的合理控制，使得用户满意度在可接受范围内的情况下，最大程度地削减负荷、降低功耗，获得调度周期内更多的、稳定的削减容量。其不仅是负荷聚合商获取更多响应资源盈利的方式，也是通过需求响应解决负荷削峰的有效手段。变频空调达到设定温度时，压缩机保持低频运行这一特性使恒温控制效果稳定、可靠、节能，对用户舒适度的影响也更小。
3、在城市电网中空调负荷用户习惯各不相同，作为衡量需求响应控制的重要指标和制约可削减容量的重要因素，用户的舒适度在需求响应方面一直是个模糊的定义，此外，单机空调体量小无法参与电网调度，导致无法有效评估空调用户的热舒适度，难以提升能源利用率与空调负荷响应容量。
技术实现思路
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p>1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置及方法，能够有效评估空调用户的热舒适度，且提升能源利用率与空调负荷响应容量。2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置，包括依次连接的变频空调负荷模型建立模块、用户热满意度模型建立模块、变频空调控制模型建立模块、变频空调群组直接恒温控制模型建立模块以及变频空调群组直接恒温控制调度模块，所述变频空调负荷模型建立模块用于分别构建变频空调负荷热等效、频率-功率-制冷量关系模型；
3、所述用户热满意度模型建立模块通过建立人体的热平衡状态方程，计算得到pmv(predicted mean vote，预测平均评价)指标值；根据该指标值和pmv热感觉标尺判断用户的冷暖感觉等级；再将pmv等级代入ppd(predicted percentagedissatisfied，预测不满意百分比)模型，计算确定用户群对应的平均不满意程度；
4、所述变频空调控制模型建立模块用于分别建立变频空调功率频率变化特性模型及二次控制模型；
5、所述变频空调群组直接恒温控制模型建立模块用于分别建立以用户热舒适度与空调负荷最大削减的单台变频空调目标函数及约束模型；空调群组非分组控制的可削减容量及机会响应损失模型；空调群组分组控制模型；
6、所述变频空调群组直接恒温控制调度模块用于建立空调群非分组控制策略、对非分组控制策略的可削减容量进行评估、决策空调群各组空调数目和轮控起始时间，以及按不同调度周期确定出控制参数设定值及可削减容量。
7、一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，包括以下步骤：
8、s1、分别构建变频空调负荷热参数等效模型以及频率-功率-制冷量关系模型，之后通过建立人体的热平衡状态方程，计算得到pmv指标值，根据该pmv指标值和pmv热感觉标尺判断用户的冷暖感觉等级；再将pmv等级代入ppd模型，计算确定用户群对应的平均不满意程度模型；
9、s2、构建变频空调功率频率变化特性模型及二次控制模型，在自动运行的基础上，当室温达到设定的控制温度时，控制空调的功率阶跃并保持恒定；
10、s3、分别构建以用户热舒适度与空调负荷最大削减的单台变频空调目标函数及约束模型、空调群组非分组控制的可削减容量及机会响应损失模型、空调群组分组控制模型；
11、s4、构建dtc(direct temperature control，直接恒温控制)控制策略对变频空调群组进行控制，以用户热舒适度与空调负荷综合最优为目标，计算变频空调单机恒温控制的最优设定温度及相关设定参数，建立空调群非分组控制与分组控制策略策略；
12、评估非分组控制策略可削减容量的机会响应损失，按不同调度周期给出控制参数设定值及可削减容量；
13、对非分组控制策略与分组控制策略择优选择，挖掘空调群组的最大响应潜力。
14、进一步地，所述步骤s1中变频空调负荷热参数等效模型具体为：
15、
16、其中，为第t+1、t时刻的室内温度，单位为℃；为第t+1时刻的室外温度，单位为℃；q为空调的制冷/制热量，单位为kw；r为等效热阻，单位为℃/w；c为等效热容，单位为j/℃；δt为温度传感器的采样时间间隔，单位为h；
17、频率-功率-制冷量关系模型具体为：
18、p＝a1f+a2
19、q＝b1f2+b2f+b3
20、其中，a1、a2、b1、b2、b3分别表示一次和二次函数常系数，取值与变频空调的f-p、f-q特性相关。
21、进一步地，所述步骤s1中人体的热平衡状态方程具体为：
22、
23、
24、
25、
26、
27、其中，l取决于人体发热量与散热量；发热量为新陈代谢量m与对外做功w之差；散热量包括皮肤散热epf、排汗散热efp、呼吸散热ehx和衣着热损失ek 4个部分；pa为环境空气中水蒸气压力；fcl为穿衣人体与裸表面积之比；tcl为穿衣人体外表面平均温度；为平均辐射温度；hcl为对流热交换系数，rh为相对空气湿度；lcl为服装热阻；var为相对空气流动速度。
28、进一步地，所述步骤s1中pmv指标值具体为：
29、δpmv＝(0.303e-0.036m+0.028)l
30、其中，δpmv为pmv值；
31、所述pmv热感标尺具体为：
32、若热感觉为冷，则pwm值为-3；
33、若热感觉为凉，则pwm值为-2；
34、若热感觉为微凉，则pwm值为-1；
35、若热感觉为适中，则pwm值为0；
36、若热感觉为微暖，则pwm值为1；
37、若热感觉为暖，则pwm值为2；
38、若热感觉为热，则pwm值为3；
39、所述ppd模型具体为：
40、
41、其中，δppd为ppd值。
42、进一步地，所述步骤s2中变频空调功率频率变化特性为：
43、
44、其中，ft+1、ft分别为t+1时刻与t时刻空调的工作频率；fmin、fmax分别为空调运行的最小和最大频率；k为常数；ts本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置，其特征在于，包括依次连接的变频空调负荷模型建立模块、用户热满意度模型建立模块、变频空调控制模型建立模块、变频空调群组直接恒温控制模型建立模块以及变频空调群组直接恒温控制调度模块，所述变频空调负荷模型建立模块用于分别构建变频空调负荷热等效、频率-功率-制冷量关系模型；
2.一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S1中变频空调负荷热参数等效模型具体为：
4.根据权利要求3所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S1中人体的热平衡状态方程具体为：
5.根据权利要求4所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S1中PMV指标值具体为：
6.根据权利要求5所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S2中变频空调功率频率变化特性为：
7.根据权利要求6所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：
8.根据权利要求7所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S3中单台变频空调目标函数为：
9.根据权利要求8所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S3中空调群组非分组控制的可削减容量为：
10.根据权利要求9所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤S3中空调群组分组控制模型为：
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【技术特征摘要】
1.一种考虑热舒适度的变频空调响应调控装置，其特征在于，包括依次连接的变频空调负荷模型建立模块、用户热满意度模型建立模块、变频空调控制模型建立模块、变频空调群组直接恒温控制模型建立模块以及变频空调群组直接恒温控制调度模块，所述变频空调负荷模型建立模块用于分别构建变频空调负荷热等效、频率-功率-制冷量关系模型；
2.一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤s1中变频空调负荷热参数等效模型具体为：
4.根据权利要求3所述的一种考虑热舒适度的变频空调响应调控方法，其特征在于，所述步骤s1中人体的热平衡状态方程具体为：
5.根据权利要求4所述的一种考虑热舒适...
【专利技术属性】
技术研发人员：张开宇，沈冰，时珊珊，杨秀，黄海涛，李忠凡，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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