考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法及装置与流程

本发明涉及空调调频，特别涉及一种考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法及装置。

背景技术：

1、保持电力系统的运行频率在50hz上下，是电力系统的安全稳定运行的基础。因此，频率调节是电力系统运行中至关重要的一环。传统的频率调节采用“源随荷动”的模式，由发电机组承担调频的功率需求。但是，随着我国新能源装机快速发展，新能源发电带来的不确定性增强，源侧可控资源不断下降，导致传统“源随荷动”运行方式的不确定性风险增加，电力系统的平衡难度增大。

2、随着通讯技术和智能控制技术的发展，释放负荷侧资源的调频潜力成为可能。负荷侧资源中，空调负荷的调节潜力巨大。一方面，空调负荷功率大，可以占到高峰时段负荷的40％以上，在用电紧张时刻有迫切的管控需求；另一方面，空调负荷拥有良好的热惯性，可以通过将电能以热能的形式存储在建筑物中，从而实现基于热储能的灵活调控。近年来，我国开始深入探索和利用电力需求侧的资源，并且实施了需求响应的试点项目。因此，利用需求响应进行频率调节的方法也逐渐获得了广泛的关注。在此背景下，空调可以通过参加负荷侧调频市场，在制冷/制热的基准功率上下，通过追踪频率调节的参考信号实现空调功率的跟随调节，从而释放广大空调负荷的灵活调节潜力。因此，研究空调负荷在调频市场中的控制策略，对于释放空调负荷的调节潜力有着重要意义。

3、空调调频的主要成本是由于空调功率变化导致的用户使用体验变化，即用户的热不舒适度。传统方法考虑室内温度的上下限，来保证用户的热不舒适度在一定范围内。但是，用户的真实热不舒适度是与温度有关的函数，随着温度的变化而连续地变化，传统方法无法有效反应空调调频的真实舒适度成本。

技术实现思路

1、本发明提供一种考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法及装置，以解决传统空调调频方法无法有效反应空调调频的真实舒适度成本等问题。

2、本发明第一方面实施例提供一种考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法，包括以下步骤：

3、采集用户的舒适度偏好参数，以根据所述用户的舒适度偏好参数构建用户舒适度评价模型；构建调频效果评价模型，并结合所述用户舒适度评价模型和所述调频效果评价模型构建调频效果综合评价模型；构建空调状态空间模型，并将环境信息、历史调频参考信息和当前调频参考信号映射到所述空调状态空间模型上，以构成神经网络控制器；通过可导算子连接所述调频效果综合评价模型、所述空调状态空间模型和所述神经网络控制器，以得到调频决策可导计算图；对所述调频决策可导计算图前推以进行重复控制采样，并通过梯度上升重复更新所述神经网络控制器的参数，直至达到预设循环次数，获得最优神经网络控制器，以利用所述最优神经网络控制器对目标空调负荷进行调频控制。

4、可选地，所述采集用户的舒适度偏好参数，并根据所述用户的舒适度偏好参数构建用户舒适度评价模型，包括：

5、采集所述用户的舒适度偏好参数，并根据所述用户的舒适度偏好参数计算预测平均投票指数；根据所述预测平均投票指数计算用户热舒适度不满意概率；根据所述用户热舒适度不满意概率计算用户不舒适度成本；根据预设调频效果指标和所述用户不舒适度成本构建所述用户舒适度评价模型。

6、可选地，所述用户的舒适度偏好参数包括用户人体参数和环境参数，其中，所述用户人体参数包括人体代谢率、人体活动的机械功率、服装热阻、着装系数和服装表面温度中的至少之一；所述环境参数包括室内温度、相对湿度、风速、平均辐射温度和对流换热系数中的至少之一。

7、可选地，所述根据所述用户热舒适度不满意概率计算用户不舒适度成本，包括：确定室内温度的临界温度变化值，根据所述临界温度变化值确定不舒适成本常数；根据所述不舒适成本常数和所述用户热舒适度不满意概率计算所述用户不舒适度成本。

8、可选地，所述构建空调状态空间模型，并将所述环境参数、历史调频参考信息和当前调频参考信号映射到所述空调状态空间模型上，以构成神经网络控制器，包括：构建空调状态空间模型，利用所述空调状态空间模型将变频空调的机电过程转化为状态空间方程；根据所述状态空间方程构建空调功率对室内温度影响的解析函数；获取所述环境信息、所述历史调频参考信息和所述当前调频参考信号，将所述环境信息、所述历史调频参考信息和所述当前调频参考信号映射到所述解析函数上，得到所述神经网络控制器。

9、可选地，所述神经网络控制器包括输入层、隐藏层和输出层，其中，

10、所述输入层包括nin个输入神经元，其中，nin＝5+τ为神经网络的输入维度，τ为神经网络中神经元的个数，nin为正整数；

11、所述隐藏层包括nhidden个线性层和relu激活函数，nhidden为正整数，其中，每个线性层包括乘积矩阵和偏置向量，所述每个线性层之间由所述relu激活函数连接；

12、所述输出层将所述隐藏层的计算结果映射到输出维度，并通过tanh激活函数将范围为(-∞，+-∞)的输出量映射至预设参考功率的范围

13、本发明第二方面实施例提供一种考虑用户舒适度的空调负荷调频控制装置，包括：第一构建模块，用于采集用户的舒适度偏好参数，并根据所述用户的舒适度偏好参数构建用户舒适度评价模型；第二构建模块，用于根据预设调频信号数据构建调频效果评价模型，并结合所述用户舒适度评价模型和所述调频效果评价模型构建调频效果综合评价模型；第三构建模块，用于构建空调状态空间模型，并将环境信息、历史调频参考信息和当前调频参考信号映射到所述空调状态空间模型上，以构成神经网络控制器；连接模块，用于通过可导算子连接所述调频效果综合评价模型、所述空调状态空间模型和所述神经网络控制器，以得到调频决策可导计算图；迭代优化模块，用于对所述调频决策可导计算图前推以进行重复控制采样，并通过梯度上升重复更新所述神经网络控制器，直至达到预设循环次数，获得最优神经网络控制器；调频控制模块，用于利用所述最优神经网络控制器对目标空调负荷进行调频控制。

14、本发明第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法。

15、本发明第四方面实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序/指今被处理器执行时实现如上的考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法。

16、本发明第五方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法。

17、本发明实施例提出考虑用户舒适度的空调负荷调频控制方法及装置，对用户的舒适度偏好参数进行价值化评价，使得用户使用体验可量测、可比较，同时还提出一种调频信号跟随的在线控制方法，可以通过同时优化调频效果和用户舒适度目标，实现更加精准高效的调频控制，从而可以更加精准、有效地释放空调调节的潜力，最终实现兼顾调频效果和用户舒适度的空调负荷调频控制。

18、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。