) = [y(n+l),y(n+2), ???,y(n+N)]T (4)
[0094] n(N) = [a!，…，an,b0,…，bn]T (5)
[0095] E(N) =[e(n+1)，e(n+2)，…，e(n+N)]T (6)
[0096]
[0097；
[0098] 式中：Y(N)為輸出矩陣，①（N)為由輸入輸出序列組成的矩陣，n(N)為待辨識(shí)參 數(shù)矩陣，E(N)為誤差矩陣。
[0099] (四）對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法的參數(shù)估計(jì)，獲取遞推最小二乘法遞推 過程的初始值：
[0100] P(N) = [Ot(N) 0 (N)] 1 (9)
[0101]
[0102] 式中：P(N)為中間變量，//丨V；)為經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法求得的待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值。
[0103] 式（10)的推導(dǎo)過程如下：
[0104] 最小二乘法的原理是根據(jù)得到的標(biāo)準(zhǔn)差分方程，將待辨識(shí)參數(shù)n的估計(jì)值i帶 入，使其方程的殘差平方和最小，因此有：
[0105]
[0106] 將E(N) =Y(N)-〇(N)n(N)帶入式（4-1)，并使J對(duì)&求偏導(dǎo)為0,即：
[0107]
[0108] 經(jīng)整理后得到：
[0109]
[0110] 進(jìn)一步可得待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值的計(jì)算公式為式（10)。
[0111] (五）負(fù)荷聚合商提取k-2時(shí)刻的輸入輸出數(shù)據(jù)，并對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理得 到k-1時(shí)刻的輸入輸出序列為[u(n+N+1)，y(n+N+1)]。
[0112] (六）負(fù)荷聚合商通過k-2時(shí)刻的輸入輸出序列[u(n+N+l)，y(n+N+l)]和P(N)， 對(duì)修正系數(shù)進(jìn)行計(jì)算：
[0115] (七）根據(jù)#(# + 1)計(jì)算更新后的待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值//(況+ 1);[0116]
[0113]
[0114]
[0117] 根據(jù)更新式（1)，實(shí)時(shí)更新空調(diào)負(fù)荷模型。
[0118] 以步驟（一）中列舉的n= 1的情況進(jìn)行說明，實(shí)時(shí)更新空調(diào)負(fù)荷模型的方法， 根據(jù)待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值&# + ：〇可得參數(shù)％，b。，h的辨識(shí)結(jié)果$，& , & ,且存在如下關(guān) 系：
[0119]
[0120]
[0121]
[0122] 為了得到相對(duì)準(zhǔn)確的辨識(shí)結(jié)果，用式（7-1)減式（7-2)，得到：
[0123]
[0124] 將式（7-4)帶入式（7-3)，可得：
[0125]
[0126] (八）計(jì)算k-2時(shí)刻的P(N+1):
[0127]
[0128] 然后令？(吣=卩(糾1)從=1^1，返回步驟（5)。
[0129] 所述步驟（二）和步驟（五）中，對(duì)采集的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具體包括以 下內(nèi)容：
[0130] (a)對(duì)于室內(nèi)/室外溫度，按照下述步驟進(jìn)行預(yù)處理：
[0131] (al)按照如下方法計(jì)算室內(nèi)/室外溫度的平均值無和標(biāo)準(zhǔn)差S:
[0132]
[0133]
[0134] 式中：Xl表示連續(xù)采集的第i個(gè)室內(nèi)/室外溫度；
[0135] (a2)判斷?是否成立：若不成立，則說明Xi是正常數(shù)據(jù)；否則說明^是 壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正；
[0136] (a3)壞數(shù)據(jù)修正公式為：
[0137]
[0138] 式中表示修正后的第i個(gè)室內(nèi)/室外溫度，a，0為自定義的修正系數(shù)，且 a+0 = 2 ；
[0139] (b)對(duì)于空調(diào)負(fù)荷的開關(guān)狀態(tài)量，按照下述步驟進(jìn)行預(yù)處理：
[0140] 設(shè)連續(xù)采集的三個(gè)開關(guān)狀態(tài)量為{Xl 對(duì)應(yīng)采集的三個(gè)室內(nèi)溫度為 {yi1，yi，yi+i}，進(jìn)行如下判斷：
[0141] ①若X;i?X; ?xi+1= 1，則表示x;是正常數(shù)據(jù)；
[0142] ②若Xii?xi+1= 1且xii?Xi?xi+1= 0,則表示x;是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令xi =xi+l;
[0143] ③若Xi丄?xi+1= 0,則：
[0144] 在（yiiiD(ypfyJX)時(shí)：若Xi: 1，則表示x;是正常數(shù)據(jù)；若x; : 0， 則表示1;是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令x;=x; 1;
[0145] 在（yi-yi》（7;+11;)〈0 時(shí)：若若Xi?xi+1= 1，則表示x;是正常數(shù)據(jù)；若x; ?xi+1 = 0,則表示1;是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令x;=xi+1;
[0146] 式中：?表示邏輯與計(jì)算。
[0147]所述步驟（六）中的K(N)、步驟（七）中的々(+1)、步驟（八）中的P(N+1)推 導(dǎo)過程如下：
[0148] 當(dāng)增加一組輸入輸出序列為[u(n+N+l),y(n+N+l)]時(shí)，式（4)和式（7)可更新為：
[0149]
[0150]
[0151] 則根據(jù)N+1組輸入輸出序列可得到更新后的待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值:
[0152]
[0153] 將式（8-1)和（8-2)帶入（8-3)可得：
[0154]
[0157] 根據(jù)矩陣的下列性質(zhì)：
[0158] (A+BCD)A'-A^(CkDA4):DA1 (8-6)
[0159] 可得：
[0160]
[0161] 將式（8-6)帶入（8-4)可得遞推公式（11)、（13)和（14)。
[0162] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于遞推最小二乘法的空調(diào)所屬建筑物一階模型實(shí)時(shí)參數(shù)辨識(shí)方法，其特征在 于：實(shí)時(shí)建立負(fù)荷聚合商管轄范圍內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷模型，用W進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷的實(shí)時(shí)控制與調(diào) 度；將空調(diào)所屬建筑物ETP模型等效為標(biāo)準(zhǔn)差分方程，同時(shí)確定輸入輸出序列及待辨識(shí)參 數(shù)序列；通過智能電網(wǎng)的高級(jí)計(jì)量終端對(duì)輸入輸出序列進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并向負(fù)荷聚合 商進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，負(fù)荷聚合商利用遞推最小二乘法對(duì)空調(diào)負(fù)荷模型的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遞推最小二乘法的空調(diào)所屬建筑物一階模型實(shí)時(shí)參數(shù) 辨識(shí)方法，其特征在于：該方法具體包括如下步驟： (1) 將空調(diào)所屬建筑物ETP模型等效為單輸入/輸出線性系統(tǒng)，并使用差分方程的標(biāo)準(zhǔn) 形式進(jìn)行描述，確定k時(shí)刻的輸入輸出序列為[U化)，y化)]，k時(shí)刻的隨機(jī)變量序列為e化)， 待辨識(shí)參數(shù)數(shù)量為化+1，待辨識(shí)參數(shù)為曰1...曰。和b。. ..b。，負(fù)荷聚合商管轄范圍內(nèi)的空調(diào)負(fù) 荷模型為：式中：n為差分方程的階數(shù)； (2) 負(fù)荷聚合商通過智能電網(wǎng)的高級(jí)計(jì)量終端采集輸入輸出數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的輸入輸 出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理形成輸入輸出序列； (3) 獲取k-化-3~k-3時(shí)刻的N=化+1個(gè)輸入輸出序列，根據(jù)式（1)列出N個(gè)差分方 程為： y(n+1) =-BiY(n)----a^y(1) +b〇u(n+1) +??? +b^u(I)+e(n+1) y(n+2)二-aiy(n+1)----a〇y(2) +b〇u(n+2) +…+bnii(2)+e(n+2) (2) ?????? y(n+N) =-aiY(n+N-1) -aj(N) +b〇u(n+N) +??? +b"u(N)+e(n+N) 將式（2)寫成矩陣的形式為： Y(N) = ? (N)n(N)+E(N) (3) 式中： ^腳=[y (n+1)，y (n巧），…，y (n+腳]T (4)n㈱=[曰1，…，a。,b。，…，bn]T妨 E (N) = [e (n+1),e (n巧），…，e (n+N) ]T (6) O(W) =[護(hù)(1)，護(hù)(2)，..,/(w)]r(7) 巧，(/)二一V(円十/ -1),-V(" + / - 2)(円 + /),"(" + /-1(S) 式中：Y(N)為輸出矩陣，? (腳為由輸入輸出序列組成的矩陣，n(腳為待辨識(shí)參數(shù)矩 陣，E(N)為誤差矩陣； (4) 對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法的參數(shù)估計(jì)，獲取遞推最小二乘法遞推過程的 初始值： P(N)=[巫T(N)O(腳]1 (9) "rj(N) =[(I)' (N)(61) (；V)] ' (D' (N)Y(N) ( 10) 式中：P(腳為中間變量，;/(W：)為經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)最小二乘法求得的待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值； (5) 負(fù)荷聚合商提取k-2時(shí)刻的輸入輸出數(shù)據(jù)，并對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理得到k-1 時(shí)刻的輸入輸出序列為[u(n+N+l)，y(n+N+D]; (6) 負(fù)荷聚合商通過k-2時(shí)刻的輸入輸出序列[U(n+N+1)，y(n+N+1)]和P(N)，對(duì)修正 系數(shù)進(jìn)行計(jì)算：(7) 根據(jù)護(hù)(W+ 1)計(jì)算更新后的待辨識(shí)參數(shù)估計(jì)值;;(A/+1): .'? (,.V +1) =',? (,.V)十人-(ZV) ['!.' ("十~+ 0-如.'('V +1) q (A/ W ( 13 ) 根據(jù)//(W+O更新式（1)，實(shí)時(shí)更新空調(diào)負(fù)荷模型； 做計(jì)算k-2時(shí)刻的P(N+1): 巧部 + ；!)=:[擴(kuò)I(斯)+ 終:(部 + ；!) / (部 +(14 ) 然后令口(腳=口(壯1)，4 = 4+1，返回步驟巧）。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遞推最小二乘法的空調(diào)所屬建筑物一階模型實(shí)時(shí)參數(shù) 辨識(shí)方法，其特征在于：所述步驟（2)和步驟（5)中，對(duì)采集的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，具 體包括W下內(nèi)容： (a) 對(duì)于室內(nèi)/室外溫度，按照下述步驟進(jìn)行預(yù)處理： (al)按照如下方法計(jì)算室內(nèi)/室外溫度的平均值方和標(biāo)準(zhǔn)差S:式中表示連續(xù)采集的第i個(gè)室內(nèi)/室外溫度； (曰2)判斷片-萬I>化是否成立：若不成立，則說明Xi是正常數(shù)據(jù)；否則說明Xi是壞數(shù) 據(jù)，需要進(jìn)行修正； (曰3)壞數(shù)據(jù)修正公式為：式中：^表示修正后的第i個(gè)室內(nèi)/室外溫度，a，P為自定義的修正系數(shù)，且a+P=2 ; (b) 對(duì)于空調(diào)負(fù)荷的開關(guān)狀態(tài)量，按照下述步驟進(jìn)行預(yù)處理： 設(shè)連續(xù)采集的S個(gè)開關(guān)狀態(tài)量為{Xii，Xi,XiJ，對(duì)應(yīng)采集的S個(gè)室內(nèi)溫度為bi1，yi，yiJ，進(jìn)行如下判斷： ① 若XiI?Xi?Xw=I，則表示Xi是正常數(shù)據(jù)； ② 若Xi1 ?Xw= 1且Xi1 ?Xi?Xw= 0,則表示Xi是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令Xi= Xw; ③ 若Xi1 ?Xw= 0,則： 在從-yi1) (yw-yi)〉〇時(shí)：若Xi1 'Xi= 1，則表示Xi是正常數(shù)據(jù)；若Xi1.Xi= 0,則表 示Xi是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令Xi=Xi1; 在從-yi1) (yw-yi)<〇時(shí)：若若Xi'Xw= 1，則表示Xi是正常數(shù)據(jù)；若Xi.Xw= 0,則 表示Xi是壞數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行修正，令Xi=XW; 式中：?表示邏輯與計(jì)算。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遞推最小二乘法的空調(diào)所屬建筑物一階模型實(shí)時(shí)參數(shù)辨識(shí)方法，實(shí)時(shí)建立負(fù)荷聚合商管轄范圍內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷模型，用以進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷的實(shí)時(shí)控制與調(diào)度；將空調(diào)所屬建筑物ETP模型等效為標(biāo)準(zhǔn)差分方程，同時(shí)確定輸入輸出序列及待辨識(shí)參數(shù)序列；通過智能電網(wǎng)的高級(jí)計(jì)量終端對(duì)輸入輸出序列進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并向負(fù)荷聚合商進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，負(fù)荷聚合商利用遞推最小二乘法對(duì)空調(diào)負(fù)荷模型的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)。本發(fā)明彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空調(diào)負(fù)荷實(shí)時(shí)建模方面的研究不足，為其參與需求響應(yīng)提供了技術(shù)支撐。
【IPC分類】G05B13/04
【公開號(hào)】CN105204334
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510571379
【發(fā)明人】高賜威, 宋夢(mèng)
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日