[发明专利]一种基于李雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法

权利要求书

1.一种基于李雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步：控制中心根据控制需要，确定需求响应优化目标，计算空调负荷需求响应量，

控制中心根据控制需要，确定需求响应优化目标，计算空调负荷优化目标：

控制中心根据控制需要，确定需求响应优化目标，计算空调负荷需求响应量，其模型如下：

ΔP_H(t)＝P_W(t)+P_L(t-Δt)-P_N(t)

其中，P_L(t)为外网提供给控制区域的功率；P_W(t)可再生能源注入功率；P_N(t)为非空调负荷功率；ΔP_H(t)为空调负荷功率，t为运行时刻，Δt为控制步长；

第二步：控制中心根据空调负荷运行状态、参数及室外温度，预测下一时刻温度，计算虚拟温度，并对其进行降序排列，

计算虚拟温度序列具体方法包括以下步骤：

1)收集各个空调负荷参数，建立空调负荷热力学等效热参数模型：

其中，i为空调负荷序号；T_i(t)表示t时刻空调负荷温度；T_o(t)表示t时刻外部环境温度；u_i(t)∈{0,1}表示空调负荷运行状态，u_i(t)＝1表示开启，u_i(t)＝0表示关闭；R_i为等效热阻；C_i为等效热容；Q_i为空调额定功率；η_i为空调能效比；Δt为控制时间步长；e为自然底常数；

2)分别推导计算空调负荷在一个控制间隔内不同运行情况的室内温度波动量，公式如下：

其中，T_i,f，T_i,o分别为空调负荷i关闭和开启时室内温度变化量；T_o为室外温度；[T_min,T_max]为室内温度变化区间；K_i,f,K_i,o分别为空调负荷i在关闭和开启时温度在温度区间变化所需要的时间间隔数目；η_i为空调能效比；Δt为一个控制时间步长；

则空调负荷温度模型可进一步简化为：

T_i(t+1)＝T_i(t)+T_i,f-u_i(t)T_i,o；

3)为了更好地运用李雅普诺夫对空调负荷进行优化控制，定义虚拟温度变量：

其中，N为空调数量；ΔP_H(t)为第一步中计算的需求响应目标；D_i为辅助参数，其范围区间是[D_i,min,D_i,max]；Q_p为单个空调运行时的功率；V为成本系数；

4)定义优化序列：

将所有空调负荷根据Y_i(t)进行降序排列，形成一个虚拟温度的序列，用i_k表示空调负荷i在虚拟队列中序号为k；

第三步：控制中心将需求响应量及各个空调负荷的虚拟温度序号整理打包形成控制信号，分别发送给相应的空调负荷控制器；

第四步：空调负荷控制器根据接收到控制信号后，结合空调负荷运行状态及温度，利用李雅普诺夫优化算法计算并调整空调负荷运行状态；

第五步：将调整后的运行状态返回给控制中心。