【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智慧能源管理领域，具体为一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法。
技术介绍
1、随着电力市场的不断发展，需求响应(demand response，dr)作为一种有效的电力负荷管理策略，越来越受到重视。需求响应通过调整电力用户的用电行为，以响应电网的供需变化，达到平衡电力系统负荷、降低能源成本和提高能源效率的目的。特别是在存在大量异构温控负荷的情况下，如何有效地实现需求响应，是一个亟待解决的问题。
2、在现有的技术中，需求响应的实现往往依赖于复杂的控制算法和大量的计算资源。这些方法在处理大规模异构负荷时，面临着计算效率低下和实时性差的问题。此外，由于不同类型和参数的温控负荷具有不同的动态特性，传统的需求响应方法难以适应这种异构性，导致控制效果不理想。
3、本申请与现有技术相比区别如下：
4、与专利cn117366809a“一种考虑温度耦合的温控负荷建模方法及系统”的技术对比
5、专利cn117366809a中，建立一个精确的温控负荷模型，通过模拟空调和电热水器之间的温度耦合效应，来预测和控制电力负荷。而我们则侧重于实际应用中的电力需求响应，通过pid控制策略动态调整温控负荷设定点，以适应电网的实时需求变化。
6、专利cn117366809a中，通过构建详细的电-热等效参数模型和pid控制模型，来实现对室内温度的精准控制。而我们采用pid控制策略，并结合优化算法来确定设定点的最优偏差，以实现在保证舒适度和能耗效率的同时，对电力消耗进行有效调节。>
7、与专利cn117313396a“一种计及多主体需求响应的环境温度节能优化方法及系统”的技术对比
8、专利cn117313396a中，通过构建两阶段鲁棒优化模型来实现中央空调的节能优化，强调在不同季节和负荷条件下的能耗最小化。而我们采用基于pid控制策略的实时调节，通过动态调整设定点来适应电力需求的即时变化，更加注重系统的响应速度和调节灵活性。
9、专利cn117313396a中，侧重于通过ccg算法求解优化模型，获得负荷主体环境需求的温度调控结果。而我们不仅包括模型构建，还结合了优化算法来确定最优设定点偏差，并在100栋建筑的区域模拟器中进行数值实验验证，从而确保了控制策略的实际适用性和效果。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法，特别是指一种针对温控负荷(thermostatically controlled load，tcl)的需求响应控制方法。该方法通过pid控制策略，实现了对区域电力消耗的调节，以适应电力需求的变化。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法，包括如下步骤：
4、步骤(1)、构建包含不同类型和参数的温控负荷模型，并收集实际天气数据；
5、步骤(2)、设计一个包含100栋建筑的区域模拟器，每栋建筑配备不同类型的温控负荷，模拟不同建筑在相同温度设定点指令下的响应；
6、步骤(3)、采用pid控制策略，调整室内温度设定点和热水储罐温度设定点的偏移，实现对区域电力消耗的调节；并且设定点的偏移调整是基于过去5分钟的平均电力消耗数据，还包括一个优化算法，用于在满足舒适度和能耗效率的前提下，确定最优的设定点偏差；
7、步骤(4)、通过数值实验，验证pid控制策略能够实现对区域电力消耗的有效调节，以响应电网的实时需求。
8、作为本专利技术进一步改进，在步骤(1)中，所述温控负荷模型包括加热单元、空调单元和锅炉单元，并考虑不同建筑类型的热惯性和能耗特性。
9、作为本专利技术进一步改进，在步骤(2)中，所述区域模拟器包含100栋建筑，每栋建筑配备不同类型的温控负荷，建筑类型包括轻量级建筑、近零能耗建筑和大型被动建筑，模拟不同建筑在相同温度设定点指令下的响应；
10、模拟实际的异构性过程中使用以下公式来计算归一化的电力消耗：
11、
12、其中，pnormalized是归一化后的电力消耗，qer，i、qgshp，i和qeh，i分别是电散热器、地源热泵和电加热器的功率，ser，i、sgshp，i和seh，i是对应的开关状态。
13、作为本专利技术进一步改进，所述步骤(3)中，所述pid控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制，并且各控制参数根据实时电力消耗数据动态调整；
14、使用以下公式来描述pid控制策略：
15、
16、其中，e(k)＝p(k)-pd表示当前功率与期望功率之间的偏差，δe(k)＝e(k)-e(k-1)表示偏差的变化率，和分别是比例和微分控制参数，和分别为室内温度设定点和热水储罐温度设定点的偏移。
17、作为本专利技术进一步改进，所述步骤(3)具体如下，所述对100栋建筑模拟器进行测试，以评估在实施pid控制策略后，建筑的电力消耗如何响应室内温度设定点和热水储罐温度设定点的变化，实验中，通过比较设定点调整前后的电力消耗数据，检验pid控制策略对聚合功率的精确跟踪，实验结果用于评估pid控制策略在实际电网需求响应中的适用性和效果。
18、本专利技术的有益效果是：本专利技术的特点是：1、通过构建精细化的温控负荷模型，本专利技术能够准确捕捉不同建筑类型的热惯性和能耗特性，为需求响应提供精确的控制基础；2、利用区域模拟器，本专利技术能够模拟实际异构性下的建筑响应，增强了需求响应策略的适用性和有效性；3、采用pid控制策略，本专利技术实现了对电力消耗的实时调节，提高了需求响应的灵活性和准确性；4、通过优化算法，本专利技术能够在保障舒适度的同时，优化能耗效率，实现能源与舒适度的平衡。
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1.一种基于PID控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述温控负荷模型包括加热单元、空调单元和锅炉单元，并考虑不同建筑类型的热惯性和能耗特性。
3.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述区域模拟器包含100栋建筑，每栋建筑配备不同类型的温控负荷，建筑类型包括轻量级建筑、近零能耗建筑和大型被动建筑，模拟不同建筑在相同温度设定点指令下的响应；
4.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述PID控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制，并且各控制参数根据实时电力消耗数据动态调整；
5.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：所述步骤(3)具体如下，所述对100栋建筑模拟器进行测试，以评估在实施PID控制策略后，建筑的电力消耗如何响应室内温度设定
...【技术特征摘要】
1.一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述温控负荷模型包括加热单元、空调单元和锅炉单元，并考虑不同建筑类型的热惯性和能耗特性。
3.根据权利要求1所述的一种基于pid控制的异构温控负荷需求响应实现方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述区域模拟器包含100栋建筑，每栋建筑配备不同类型的温控负荷，建筑类型包括轻量级建筑、近零能耗建筑和大型被动建筑，模拟不同建筑在相同温度设定点指令下的响应；
4.根据权利要求...
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