KTC )，用戶空調(diào)（溫度）需求數(shù) 值（20°C )。分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)、用水質(zhì)量mn的情況數(shù)據(jù)。
[0045] 2)確定電熱水器工作時(shí)段：
[0046] 確定滿足用水量情況下的電熱水器啟動(dòng)電價(jià)閾值P h，當(dāng)某時(shí)段電價(jià)低于P h時(shí)， 電熱水器啟動(dòng)工作。Ph的確定方法為：
[0047] 1.計(jì)算所采集的用水質(zhì)量叫所需的能量
[0049] 其中，c、mn、Δ Θ J Quisi^別為水的比熱、用水質(zhì)量、n時(shí)段電熱水器水溫與環(huán)境 溫度的溫差及電熱水器總的能量損耗；η為時(shí)段，N為總時(shí)段數(shù)。
[0050] 2.確定電熱水器需要工作的總時(shí)長(zhǎng)
[0052] 其中，PhS熱水器功率。
[0053] 3.將分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)形成電價(jià)關(guān)于時(shí)長(zhǎng)單調(diào)上升的曲線ω。，確定ph
[0054] P H= ω C (ton)
[0055] 3)、建立電熱水器、空調(diào)需求溫度的關(guān)聯(lián)模型；使用關(guān)聯(lián)模型得到電熱水器、空調(diào) 用電總成本最低的最優(yōu)控制策略：
[0056] 建立電熱水器等效熱參數(shù)（ETP)模型，得到各時(shí)段的電熱水器的初始水溫 0tMp(η)及用電成本，其中注意到，用水時(shí)，電熱水器中會(huì)注入溫度與室溫相等的等容量 水，電熱水器中整體水溫將發(fā)生變化，最終η時(shí)段熱水器中的水溫為
[0058] 其中，D、V(n)及Θ en(η)分別為電熱水器容量、η時(shí)段用水量及室溫。
[0059] 若時(shí)段i出現(xiàn)了電熱水器由于電價(jià)過高未開啟工作，而水溫降低至用戶（溫度） 需求之下，則考慮在時(shí)段i之前的低電價(jià)時(shí)段提升室溫，以降低時(shí)段i用戶的（溫度）需求， 由電熱水器的工作特性，亦可反映為用水量的降低。
[0060] 在用戶對(duì)水溫要求不變的情況下，對(duì)熱水需求量與室溫的關(guān)系可表示為
[0062] 其中，V(n)OT為通過空調(diào)將室溫改變?yōu)棣?@時(shí)1!時(shí)段的用水量，Θ wl為電熱水器水 溫設(shè)置的下限值，b為常數(shù)，優(yōu)選取值為4。
[0063] 對(duì)比保持室溫不變情況下，欲達(dá)到用戶（溫度）需求時(shí)電熱水器額外耗電所需用 電成本，與電熱水器、空調(diào)聯(lián)合優(yōu)化下電熱水器、空調(diào)額外耗電所需用電成本，得到滿足用 戶（溫度）需求的電熱水器、空調(diào)聯(lián)合最優(yōu)控制方案，使得用戶各智能電器用電總成本最 低：
[0065] 其中PH[V(n)]為第η時(shí)段用水量為V(n)時(shí)電熱水器的用電成本，P AC[0en(n)] 為第η時(shí)段室溫為0OT(n)時(shí)空調(diào)的用電成本。
[0066] 本發(fā)明對(duì)恒溫控制智能負(fù)荷進(jìn)行了聯(lián)合優(yōu)化控制，通過考察更為合理準(zhǔn)確的用戶 (溫度）需求并做適當(dāng)引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了綜合效益的最大化。
[0067] 以電熱水器和空調(diào)兩個(gè)恒溫控制智能負(fù)荷的聯(lián)合優(yōu)化為例，在對(duì)電熱水器的單獨(dú) 優(yōu)化控制時(shí)（如圖1)，分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)如圖5,若嚴(yán)格依據(jù)用電成本的要求，水溫將在部分時(shí) 段（如第11、13、14等）低于用戶要求，用戶用電（溫度）需求未能滿足，此時(shí)用戶用電總 成本為112. 13元（如圖4所示）；若滿足用戶用電（溫度）需求，電熱水器將在部分電價(jià) 較高的時(shí)段開啟工作，此時(shí)水溫滿足用戶用電（溫度）需求，此時(shí)用戶用電總成本為121. 87 J L 〇
[0068] 電熱水器和空調(diào)的聯(lián)合優(yōu)化控制下，可通過調(diào)整用戶用電（溫度）需求的方式使 水溫滿足用戶用電（溫度）要求，并節(jié)約用電成本。用戶用電（溫度）需求的調(diào)整通過空調(diào) 在表1所示時(shí)段調(diào)節(jié)室溫，進(jìn)一步改變用戶對(duì)電熱水器用水量的方式實(shí)現(xiàn)（如圖3所示）。 在水溫未能滿足用戶用電（溫度）需求的時(shí)段調(diào)高室溫，使用戶的用電（溫度）需求改變， 表現(xiàn)為用戶對(duì)電熱水器用水量的改變，各時(shí)段電熱水器的水溫相應(yīng)改變，可見，此時(shí)用戶用 電（溫度）需求得到滿足。此時(shí)用戶用電總成本為116. OO元，低于電熱水器單一優(yōu)化控制 時(shí)的121. 87元。
[0069] 本發(fā)明以電熱水器與空調(diào)的聯(lián)合優(yōu)化控制為例，證實(shí)了本發(fā)明的有益效果。電熱 水器的單一優(yōu)化控制下，是否滿足用電（溫度）需求下各時(shí)段水溫及用電（溫度）需求如圖 1所示，顯然，在只考慮用電成本的情況下，用電（溫度）需求可能在部分時(shí)段得不到滿足。 電熱水器與空調(diào)的聯(lián)合優(yōu)化控制方法下的熱水器水溫及用電（溫度）需求如圖3所示，顯 然，此時(shí)用電成本及用電（溫度）需求同時(shí)得到了滿足。三種方案下電熱水器及空調(diào)用電 總成本的對(duì)比如圖4所示，顯然，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了考慮用戶用電成本和用電（溫度）需求的整 體效益最大化。
[0070] 表1室溫調(diào)節(jié)情況
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種恒溫控制智能負(fù)荷聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 、采集用戶電熱水器需求溫度范圍、用戶空調(diào)需求溫度、分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)以及用戶電熱 水器用水質(zhì)量mn; 2) 、確定電熱水器工作時(shí)段； 3) 、建立電熱水器、空調(diào)需求溫度的關(guān)聯(lián)模型；使用關(guān)聯(lián)模型得到電熱水器、空調(diào)用電 總成本最低的最優(yōu)控制策略。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒溫控制智能負(fù)荷聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2) 具體包括以下步驟： 確定滿足用水量情況下的電熱水器啟動(dòng)電價(jià)閾值Ph，當(dāng)某時(shí)段電價(jià)低于Pdt，電熱 水器啟動(dòng)工作；Ph的確定方法為： 2. 1)、計(jì)算所采集的用水質(zhì)量mn所需的能量：其中，c、mn、A0"及1_分別為水的比熱、用水質(zhì)量、n時(shí)段電熱水器水溫與環(huán)境溫度 的溫差及電熱水器總的能量損耗；n為時(shí)段，N為總時(shí)段數(shù)； 2. 2)、確定電熱水器需要工作的總時(shí)長(zhǎng)：其中，Ph為電熱水器功率； 2. 3)、將分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)形成電價(jià)關(guān)于時(shí)長(zhǎng)單調(diào)上升的曲線co。，確定ph Ph=Wc(tj〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒溫控制智能負(fù)荷聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，步驟3) 具體包括以下步驟： 建立電熱水器、空調(diào)需求溫度的關(guān)聯(lián)模型：兵甲，Un)en艿通]〇：：￡調(diào)將至溫改父艿《en町n時(shí)段的用水量，0 wl為電熱水器水溫設(shè) 置的下限值，b為常數(shù)； 使用關(guān)聯(lián)模型得到電熱水器、空調(diào)用電總成本最低的最優(yōu)控制策略：其中PH[V(n)]為第n時(shí)段用水量為V(n)時(shí)電熱水器的用電成本，PAe[0OT(n)]為第n時(shí)段室溫為0OT(n)時(shí)空調(diào)的用電成本。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種恒溫控制智能負(fù)荷聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，b= 4。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種恒溫控制智能負(fù)荷的聯(lián)合優(yōu)化方法，包括以下步驟：1)、采集用戶電熱水器需求溫度范圍、用戶空調(diào)需求溫度、分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)以及用戶電熱水器用水質(zhì)量；2)、確定電熱水器工作時(shí)段；3)、建立電熱水器、空調(diào)需求溫度的關(guān)聯(lián)模型；使用關(guān)聯(lián)模型得到電熱水器、空調(diào)用電總成本最低的最優(yōu)控制策略。本發(fā)明旨在綜合考慮不同類恒溫控制智能負(fù)荷之間用戶(溫度)需求之間的相關(guān)性，以實(shí)現(xiàn)用戶包含用電成本和(溫度)需求的整體最優(yōu)。
【IPC分類】G05D23/30
【公開號(hào)】CN105116942
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510364465
【發(fā)明人】王錫凡, 肖云鵬, 王秀麗, 杜超, 邵成成, 徐駿, 黃春波, 呂建虎, 王高琴, 唐保國(guó)
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)山西省電力公司, 西安交通大學(xué), 中國(guó)電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日