[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

说明书

本发明公开一种基于李雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法，通过李雅普诺夫优化算法，将空调负荷的温度进行处理，通过分布式优化控制，增强了空调负荷群在非理想环境下的控制效果。采用本发明的技术方案，减少了中央控制中心的计算负担，降低了控制中心与用户间的通信量，提高了在非理想通信情况下空调负荷需求响应的控制效果；避免了集中控制算法频繁的获取用户运行状态，降低了对用户隐私的侵犯；保证了用户温度舒适度，同时调整用户温度舒适度和优化目标的权重关系，灵活控制空调负荷。

技术领域

本发明是一种基于李雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法，用于平抑电力系统负荷波动，属于电力系统需求响应控制技术领域。

背景技术

当前通信等技术迅速发展，为中小型负荷参与需求响应提供了基础。空调负荷具有良好的储能特性，而且数量基数大，使其成为了需求响应控制的优选对象。目前关于空调负荷参与需求相应的研究已经很多，但是大多属于集中式控制方法，这种控制方法对通信质量要求高，在非理想通信环境下(丢包、误码或延时)，空调负荷响应效果较差，有时甚至失去响应效果。因此，如何有效降低非理想通信对空调负荷需求响应控制效果的影响、提高需求响应控制精度具有重要意义。

基于李雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法是指中央控制中心根据控制需求计算需求响应控制量(本文以平抑负荷波动为目标)，同时根据空调负荷参数计算空调负荷虚拟温度，并对其进行降序排列，控制中心将需求响应控制量及虚拟温度序列号发送给各个空调负荷控制器，各空调负荷利用李雅普诺夫优化算法进行计算并调整空调运行状态的方法。作为一种区别于集中控制方法，该分布式控制方法不仅降低了控制中心的数据处理量，同时减少了控制中心与各用户之间的信息量，降低了非理想通信对控制效果的影响。

本发明基于雅普诺夫优化的空调负荷群分布式控制方法，可避免非理想通信环境下对控制效果的影响，从而更好的满足了现实环境中了空调负荷群的需求响应要求。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种空调负荷群的优化控制方法，是一种基于李雅普诺夫优化的分布式控制方法，对分散的空调负荷群进行优化控制，使得空调负荷在非理想通信的条件下不仅能够快速有效响应，同时保证了用户的舒适度。

技术方案：本发明通过李雅普诺夫优化算法，将空调负荷的温度进行处理，通过分布式优化控制，增强了空调负荷群在非理想环境下的控制效果，所述方法包括下述步骤：

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；

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；

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。

其中：

所述的第一步：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。