[发明专利]空调所属建筑物二阶等效热参数模型的实时参数辨识方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度部分的参数辨识技术，尤其涉及负荷聚合商对空调所属建筑物的二阶等效热参数模型的实时参数辨识。

背景技术

智能电网的高级计量体系为相关部门的实时数据采集提供了技术支撑，负荷聚合商不仅可以通过智能电网进行实时参数辨识，而且可以对所控的空调进行在线聚合模型的建立和实时控制。依托于智能电网的硬件支持和相关的在线辨识技术，负荷聚合商的空调负荷在线辨识对空调负荷参与需求响应起着至关重要的作用。

空调负荷作为一种重要的需求响应资源，其所属建筑物的等效热参数模型已经被广泛应用于空调负荷控制的各个领域，但其模型中的一些参数与建筑物的墙体的厚度、窗户面积、体积大小等因素密切相关，无法通过测量获得，因此需要通过一定的参数辨识手段对空调负荷模型的参数进行识别，而我国在空调参与需求响应方面起步较晚，目前还未有相关的关于空调负荷模型的参数辨识技术。与此同时，出于简化计算的目的，很多文献和实际工程项目使用简化了的一阶等效热参数模型，其精度较差，故需要对更精确的二阶等效热参数模型进行实时参数辨识，以实现空调负荷的精确控制。

协同粒子群算法能够将一个比较复杂的问题进行分解，通过若干个简单子问题的协商与综合找到问题的最优解，不仅解决了标准粒子群算法的局部最优替代全局最优的问题，而且收敛速度快，是一种比较实用的参数辨识方法。

发明内容

发明目的：为了弥补现有需求响应过程中空调所属建筑物二阶等效热参数模型参数在线识别技术的空白，本发明提供一种基于协同粒子群算法的空调模型实时参数辨识方法，通过智能电网的高级计量终端对输入输出量进行实时数据采集，并向负荷聚合商进行数据传递，负荷聚合商利用协同粒子群算法对空调负荷模型的实时参数辨识，实时建立负荷聚合商管辖范围内的空调负荷模型，用以进行空调负荷的实时控制与调度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种空调所属建筑物二阶等效热参数模型的实时参数辨识方法，包括如下步骤：

(1)构建空调所属建筑物的二阶等效热参数模型，确定输入量为T_o、Q和t，输出量为T_i和T_m，待辨识参数为R₁和R₂：

式中：T_o表示室外温度(单位：℃)，T_i表示室内空气温度(单位：℃)，T_m表示室内固体温度(单位：℃)，Q表示制冷/制热量，C_a为空气比热容(单位：J/℃)，C_m为固体比热容(单位：J/℃)，R₁为空气热损失系数的倒数(单位：℃/W)，R₂为固体热损失系数的倒数(单位：℃/W)；t表示时间(单位：s)。

(2)负荷聚合商通过智能电网的高级计量终端采集输入数据，并对采集的输入数据进行预处理形成n组输入数组；

(3)建立空调所属建筑物的设计参数及空气、固体的固有属性确定R₁和R₂的取值范围，将R₁和R₂的取值范围作为协同粒子群的求解空间；确定协同粒子群的粒子数N、子种群数M、通信频率函数F(t)及迭代次数H；在对粒子的初始化过程中，其中一个粒子的位置初始值为前一时间段的参数辨识值，其余N-1个粒子的位置初始值在求解空间中根据平均随机分配原则进行初始化，同时对每个粒子的移动速度进行初始化；

(4)粒子j的当前位置记为x_j＝(R_{1_j},R_{2_j})，将(R_{1_j},R_{2_j})带入式(1)和式(2)，根据常微分方程的求解方法对式(1)和式(2)进行求解，n组输入数组(T_o,Q,t)计算得到n个解(T_{i_j},T_{m_j})；其中，R_{1_j}表示粒子j的R₁值，R_{2_j}表示粒子j的R₂值，T_{i_j}表示粒子j的T_i值，T_{m_j}表示粒子j的T_m值；