一种空调机组功率自适应调整方法技术

本发明专利技术公开了一种空调机组功率自适应调整方法，包括步骤：(1)设定空调能耗等级，设定空调机组最小单位功率△，检测得到当前空调机组功率V(t)，设定空调机组理论功率H(t)；(2)计算未来[t,t+L)时间段的L个时隙内可用的平均功率增量；(3)根据历史数据统计各能耗等级出现的次数，然后计算在该L个时隙内某一空调能耗等级x出现的频率；(4)计算新增空调负荷超过当前空调机组功率的溢出概率P

Adaptive power adjustment method for air conditioner unit

The invention discloses a power adaptive adjustment method of an air conditioning unit comprises the following steps: (1) to set the air conditioning energy consumption level, set the minimum unit of power Delta Air conditioning unit, air conditioning unit detected by current power V (T), set the air conditioning unit theory of power H (t); (2) to calculate the future time [t, t+L) the L slots available average power increment; (3) according to historical statistics the number of energy level appeared, and then calculate the L time slot of a x frequency of air conditioning energy consumption level; (4) the new calculation of air conditioning load than when the overflow probability of P power before the air conditioning unit

【技术实现步骤摘要】
一种空调机组功率自适应调整方法
本专利技术涉及一种空调机组功率自适应调整方法。
技术介绍
现有空调机组功率调整是根据一段时间的历史统计数据来匹配当前时刻用户负荷，这种基于经验模式的负荷估计方法，不能够精确反应短时间内负荷的变化，实时性差，导致了空调机组工作模式经常在过载和空载两种情形下切换，既浪费能源其安全性也得不到保障。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提供一种空调机组功率自适应调整方法，能够根据已经测得的负荷历史数据，判断应设定空调机组启动功率的数值，使得在一定时间段内的负荷不会超过运转的空调机组最大功率。技术方案：一种空调机组功率自适应调整方法，包括如下步骤：步骤1：设定空调能耗等级，设定空调机组最小单位功率△，设定空调功率调整周期T，检测得到当前空调机组功率V(t)，设定空调机组理论功率H(t)；步骤2：计算未来[t,t+L)时间段的L个时隙内可用的平均功率增量a(t,L)为：其中，t为当前时刻；步骤3：根据历史数据统计[t-L+1,t)时间段内各能耗等级出现的次数，然后计算在该L个时隙内某一空调能耗等级x出现的频率为：其中，Lx为[t-L+1,t)时间段内空调能耗等级x出现的次数；对所述频率进行平滑处理得到能耗等级x在未来[t,t+L)时间段内的概率分布πx(t)为：其中，ρ为平滑因子，πx(t-1)为上个时刻所获得的未来L个时隙内能耗等级的概率分布；步骤4：计算新增空调负荷超过当前空调机组功率的溢出概率Pt+L为：根据大偏差理论中的Crame′s定理，有：其中，为未来[t,t+L)时间段内空调负荷总的增加量，l为时间段自变量；M(θ)为有限矩生成函数，M(θ)＝EeθI(t)，E表示数学期望，θ为待定参数；定义在时隙[t-1,t)内，新增的空调负荷需求为I(t)；在I(t)(t＝1,2,…)为马尔科夫过程时，其中，xmin表示在过程中出现的空调最小能耗等级，xmax表示在过程中出现的空调最大能耗等级；步骤5：判断是否有Pt+L<PQoS，若满足则将空调开机功率由V(t)调整为H(t)；若否，H′(t)←H(t)+△，返回步骤2重新计算；其中，PQoS为空调性能概率；步骤6：开启下一时间段的判断，t←t+T。进一步的，所述步骤3中，根据历史数据统计[t-L+1,t)时间段内能耗等级x出现的次数Lx的方法为：在时刻t-1，定义滑动窗口Win(t-1)＝[I(t-L),I(t-L+1),…I(t-1)]，它包含测得的L个时刻的空调负荷信息；时间依次往后推，在时刻t，滑动窗口包含了Win(t)＝[I(t-L+1),I(t-L+2),…I(t)]个最新数据，如果在某一时隙，有I(t)＝x，定义示性函数：从而获得能耗等级x在时间窗口[t-L+1,t)中出现的次数Lx为：进一步的，所述平滑因子ρ的取值范围为0.7～0.9。有益效果：本方法能够根据已经测得的负荷历史数据，判断应设定空调机组启动功率的数值，使得在一定时间段内的负荷不会超过运转的空调机组最大功率。根据新增负荷变化情况动态调整空调机组数目，有利于实现节能。具体实施方式本专利技术方法有基于如下假设：(1)，负荷的变化为一马尔科夫过程，即对于某一时刻t，其负荷数值与上一时刻(t-1)时的负荷有关，与以往的历史数据(t-2,t-3,…)无关。(2)，负荷的变化为一独立增量过程，即[t-1,t)内负荷的增量与[t,t+1),[t+1,t+2),…内负荷的增量是相互独立的。(3)，根据模糊方法，将空调功率划分为若干能耗等级，用1，2，…N表示。令当前t时刻已启动空调主机的功率为V(t)。定义在时隙[t-1,t)内，新增的空调负荷需求为I(t)，从而在未来的[t,t+L)时间段内，空调负荷总的增加量为：目标是需要调整当前空调主机功率到H(t)，使得空调负荷总的增加量It+L(t)不会超过空调机组新增功率，即：It+L(t)≤H(t)-V(t)(1)其中新增空调负荷可正可负，正代表负荷增加，对应于增开空调部分机组，负代表负荷减少，对应于关闭空调部分机组，根据新增负荷变化情况动态调整空调机组数目，有利于实现节能。注意到(1)式成立只表示该[t,t+L)时间段内，空调负荷总的增加量和空调机组新增功率量匹配，并不代表[t,t+L)时间段内的每个时隙，空调机组功率都能匹配负载需求，所以需要进一步严格匹配条件：定义在未来[t,t+L)时间段的L个时隙内可用的平均功率增量a(t,L)为：则(1)式重新表示为：即从而新增空调负荷，即负荷需求量超出当前空调机组功率的可能性(溢出概率)为:鉴于负荷变化为一独立增量过程，从而I(t)(t＝1,2,…)是相互独立的随机变量，且存在有限矩生成函数M(θ)＝EeθI(t)，E表示数学期望，θ为待定参数；定义在时隙[t-1,t)内，新增的空调负荷需求为I(t)。如果根据大偏差理论中的Crame′s定理，有：根据公式可以求出θ以及该项的最大值。在I(t)(t＝1,2,…)为马尔科夫过程时，其中，xmin表示在过程中出现的空调最小能耗等级，xmax表示在过程中出现的空调最大能耗等级；πx(t)表示能耗等级x在未来[t,t+L)时间段内的概率分布πx(t)。从而，本专利技术的所要实现的目的可以描述为：如何选取合适的空调机组功率H(t)，使得新增空调负荷以概率Pt+L不会超过机组当前工作功率。为了更好地表征空调机组的资源使用情况，定义一个空调性能概率PQoS。空调性能概率PQoS由用户设定，例如希望通过该此调整以后，设定的空调功率能以99％的概率满足后续需求，PQoS就设为99％。如果希望通过该此调整以后，设定的空调功率肯定能满足后续需求，PQoS就设为100％。1)如果Pt+L<PQoS，表明当前启动的空调机组功率满足负荷增加需求，即在时隙内满足性能概率PQoS。2)如果Pt+L>PQoS表明当前启动的空调机组功率不够，此时我们可以依照下面措施调节：H′(t)←H(t)+△△表示能启动的单位空调机组最小功率。从而计算在新的空调机组功率H′(t)下，能否满足Pt+L<PQoS理论上只要根据[t,t+L)时间段内各个时刻的负荷，就可以计算出适合的空调运转功率H′(t)，使得Pt+L<PQoS。但是在实际操作中，假设当前时刻为t，要使得在后续的[t,t+L)时间段内都有Pt+L<PQoS，就必须要知道[t,t+L)时间段内空调的负荷，这在当前时刻是不可能做到的。为此，通过一个基于滑动窗口的处理方法，即用过去的记录I(t-l)(l＝1,2,…,L)代替未知的I(t)(t＝1,2,…,L)，从而计算出Pt+L。然而，πx仍然未知，本专利技术提出基于滑动窗口观测的πx参数估计方法：在时刻t-1，定义滑动窗口Win(t-1)＝[I(t-L),I(t-L+1),…I(t-1)]，它包含测得的L个时刻的空调负荷信息。时间依次往后推，在时刻t，滑动窗口包含了Win(t)＝[I(t-L+1),I(t-L+2),…I(t)]个最新数据，如果在某一时隙，有I(t)＝x，定义示性函数：从而获得某一能耗等级x在时间窗口[t-L+1,t)中出现的次数Lx为：从而在时间窗口[t-L+1,t)内，能耗等级x出现的频率为：用频率代替概率πx本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空调机组功率自适应调整方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设定空调能耗等级，设定空调机组最小单位功率△，设定空调功率调整周期T，检测得到当前空调机组功率V(t)，设定空调机组理论功率H(t)；步骤2：计算未来[t,t+L)时间段的L个时隙内可用的平均功率增量a(t,L)为：

【技术特征摘要】
1.一种空调机组功率自适应调整方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设定空调能耗等级，设定空调机组最小单位功率△，设定空调功率调整周期T，检测得到当前空调机组功率V(t)，设定空调机组理论功率H(t)；步骤2：计算未来[t,t+L)时间段的L个时隙内可用的平均功率增量a(t,L)为：其中，t为当前时刻；步骤3：根据历史数据统计[t-L+1,t)时间段内各能耗等级出现的次数，然后计算在该L个时隙内某一空调能耗等级x出现的频率为：其中，Lx为[t-L+1,t)时间段内空调能耗等级x出现的次数；对所述频率进行平滑处理得到能耗等级x在未来[t,t+L)时间段内的概率分布πx(t)为：其中，ρ为平滑因子，πx(t-1)为上个时刻所获得的未来L个时隙内能耗等级的概率分布；步骤4：计算新增空调负荷超过当前空调机组功率的溢出概率Pt+L为：根据大偏差理论中的Crame′s定理，有：

【专利技术属性】
技术研发人员：薛峰，谢庆明，
申请(专利权)人：南京福致通电气自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32