[发明专利]一种采用状态队列控制的电热泵需求侧响应方法

摘要

本发明公开了一种采用状态队列控制的电热泵需求侧响应方法，本发明通过对已有的状态队列控制和电热泵如电热泵等的工作原理进行分析，针对状态队列控制在响应电价变化时未考虑设备状态频繁切换对设备使用寿命的影响以及在响应电价变化后状态的叠加对负荷多样性的影响，通过加入舒适性约束来保护设备的使用寿命，同时通过改变状态队列响应电价变化的方式来防止状态的叠加对符合多样性以及系统消耗功率的影响。本发明能在实现对电价的响应以后系统的功率消耗仍为恒定值，不会出现大范围波动，且能通过避免设备状态频繁切换来保护设备的使用寿命。

主权项

一种采用状态队列的电热泵需求侧响应方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据以下热力学方程绘制电热泵的动态过程图：当电热泵关断时：Troomt+Δt=Toutt+Δt-(Toutt+Δt-Troomt)e-ΔtRC,]]>当电热泵开启时：Troomt+Δt=Toutt+Δt+QR-(Toutt+Δt+QR-Troomt)e-ΔtRC,]]>式中，Troom为电热泵调节的室内温度，C、R、Q分别代表等值热电容等值热电阻等值热比率(W)；Tout为室外温度，t为仿真时刻；Δt为仿真步长；绘制的动态过程图中，用Tao表示起始温度用Ts表示设定温度值用Toff表示温度上限值用Ton表示温度下限值用τon表示开启时间(s)，用τoff表示关闭时间(s)，用2δ表示温度调节范围(2)将步骤1绘制的动态过程图抽象离散成互不相同的状态：将运行周期划分为等时间间隔的n段；取每一段的初始值并保持该值作为本段的值；得到n个互不相同的状态，n为自然数且满足n≥2。(3)将步骤2获得的所有状态进行分群：将n个互不相同的状态分成开启状态群和关闭状态群，用状态变量ni＝1描述第i个状态是处于开启状态，用状态变量ni＝0描述第i个状态处于关闭状态。(4)对步骤3中的两个状态群内的状态进行排序：对开启状态群的状态按温度从低到高进行排序，对关闭状态群的状态按温度从高到低进行排序。(5)加入舒适性约束：在温度变化范围内定义电热泵的可控范围和即温度处于的开启状态为可操作的状态，温度处于的关闭状态为可操作状态。(6)电热泵响应电价：通过改变温度设定值Ts来改变电热泵消耗的功率，当电价降低的时候可以通过提高温度设定值来增加消耗的功率；当电价上升的时候可以通过降低温度设定值来减少消耗的功率。