(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110486655.4 (22)申请日 2021.05.01 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113239617 A (43)申请公布日 2021.08.10 (73)专利权人 东北电力大 学 地址 132012 吉林省吉林市船 营区长春路 169号 (72)发明人 张虹　王明晨　李佳旺　孟庆尧　 姜德龙　 (74)专利代理 机构 吉林市达利专利事务所 22102 专利代理师 陈传林 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2022.01) G06N 7/00(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (56)对比文件 CN 10817143 6 A,2018.0 6.15 CN 110739699 A,2020.01.31 审查员 游婧 (54)发明名称 一种室内用电活动 的经济低碳型电采暖优 化调控方法 (57)摘要 本发明一种室内用电活动的经济低碳型电 采暖优化调控 方法， 提出室内负荷分类聚合预测 方法， 计算室内电器运行产生的热增益， 将其作 为采暖热源的补充； 对建筑结构、 产热泵及散热 器进行抽象化处理， 形成住宅热网模型； 在此基 础上， 构建电采暖 “经济—低碳 ”运行优化模型， 采用EMPC对其进行求解， 实现对分散式电采暖集 群高效调控， 降低内含经济成本和环 境成本的电 采暖总成本， 达到经济运行、 节能减排目标， 在保 证用户舒适性的前提下， 实现电采暖系统经济、 低碳运行。 权利要求书6页 说明书18页 附图3页 CN 113239617 B 2022.12.02 CN 113239617 B 1.一种室内用电活动的经济低碳型电采暖优化调控方法， 其特 征是， 它包括以下步骤： 1)室内负荷分类聚合预测： 1.1)室内电器设备启停预测： 以一分钟为时间单位， 将 全天时间进行划分， 取时段起点构成时刻集合ΩK； 以活动状态 为元素， 构成 活动状态集合ΩU； 以独立住 宅为元素， 构成住 宅集合ΩR； 对内含各时刻电器设 备预测启停状态r进行离散化描述， 确定由室内人员活动状态及电器共享使用概率决定的 住宅内电器设备启停状态； 步骤如下 所示： 1.1.1)时间节点间活动状态转移 矩阵： 计算各时刻室内人员活动 状态间的马尔可夫链一步转移概率fg,l(k)， 并以此作 为各时 间节点间的马尔可 夫状态转移 矩阵f(k)元 素： 式中： ng,l(k)为样本空间内k时刻由活动状态g在k+1时刻转变为活动状态l的样本总 数； L为活动状态总数； 1.1.2)室内人员各时刻活动状态序列： 以初始时刻人员活动状态为样本空间， 进行蒙特卡洛模拟， 获得住宅i内全部室内人员 初始活动状态序列ui,0； 初始活动状态序列ui,0结合初始时刻状态 转移矩阵f(0)计算即可得 下一时刻活动状态序列ui,0； 以此类推， 将活动状态序列与状态转移矩阵进行计算， 即可得 住宅i室内活动人员完整调控周期活动状态序列ui； 式中： h为室内人员总数； 1.1.3)样本空间内电器使用共享 概率： 室内人员活动状态涉及电器使用， 同住宅内存在电器共享使用情况； 基于样本空间内 涉及电器运行的人员活动数据， 计算各时刻电器a共享使用概 率fsh.a(k)： 式中： Sg(k)为样本空间内k时刻处于活动状态g人员总数； Sa,g(k)为k时刻活动状态g对 应电器a运行个数； ΩHA为电器设备集 合； 1.1.4)住宅内电器设备启停情况： 活动状态决定电器使用情况， 由完整调控周期活动状态序列ui,c确定单一人员对应电 器使用情况， 再结合各时刻电器共享使用概率fsh.a(k)计算， 可得住宅i室内电器全天启停 情况ri：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 113239617 B 2式中： ri,a(k)为住宅i内电器a在k时刻的启停状态； ΩHA,i为住宅i的电器设备集 合； 1.2)电器负荷分类别功率聚合： 1.2.1)电器负荷运行电气特性表示： 以三元数组Ta,i,k＝(za,i,k, αa,i,k,fa,i,k)表示住宅i内电器设备 a， 在时刻k的负荷运行属性； za,i,k表示当前电器设备运行状态类别复杂电器设备在完整的工作进程中， 电气特性频 繁变化， 且区别较大； 以电器运行电气特性为分类依据， 将电器设备运行状态归纳为： 电阻 启动电感运行恒转矩单相异步电机、 电阻启动电感运行二次转矩单相异步电机、 双值电容 恒转矩单相异步电机、 开关模式电源负荷、 白炽灯负荷、 荧 光灯负荷； αa,i,k表示当前电器设备运行状态类别对应分状态负荷系数； 运行状态复杂的电器负 荷， 会在单相异步电机、 开关模式电源、 纯电阻几类运行状态类别间切换； 即使在额定运行 电气条件下， 实际功率与额定功率也会产生差别， 通过定义αa,i,k描述两者间数量关系， 用以 计算电器设备分状态额定功率； fa,i,k表示样本空间内此种电器设备额定功率概率分布， 在开关模式电源负荷中， 电视 额定功率取决于多变的屏幕尺寸， 以逆高斯分布对样本空间中电视额定功率分布进行描 述， 电视额定功率 概率密度函数ft(x)： 式中： μt、 λt分别为ft(x)中的均值、 形状参数； 另一种开关模式电源负荷计算机， 实 际功率随工作任务间的切换而变化较大； 为保证 计算准确 性， 将计算机实际功率分布作为额定功率分布情况参与计算； 以广义极值分布对 样本空间内计算机实际功率分布进行描述， 计算机实际功率 概率密度函数fc(x)： 式中： σc、 μc、 λc分别为fc(x)中的尺度参数、 位置参数、 形状参数； 除以上两种负荷外， 其余室内电器额定功率服从正态分布， 以式( 9)描述额定功率分 布； 式中： fe(x)为其余电器额定功率概率密度函数； σe、 μe分别为fe(x)中的尺度参数、 位置 参数； 1.2.2)电器负荷预测分类别表示： 以Pa,i,k表示额定运行电气条件下电器设备a， 不同运行状态类 别对应的分状态额定功率； 根据k时刻人员活动所对应电器a的启停状态， 结合三元数组Ta,i,k， 计算k时刻电器a各权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 113239617 B 3