樓宇電能優(yōu)化控制理論及應(yīng)用.pdf

1、樓宇電能優(yōu)化是電力系統(tǒng)需求側(cè)管理的重要環(huán)節(jié)，是智能電網(wǎng)優(yōu)化的重要組成部分，可有效促進(jìn)智能電網(wǎng)向節(jié)能高效、低碳環(huán)保和可持續(xù)的方向發(fā)展。隨著分布式電源、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)能設(shè)備和各類型動(dòng)態(tài)負(fù)荷等非線性設(shè)備的接入，以及用戶對(duì)優(yōu)化效果要求的提高，樓宇電能優(yōu)化出現(xiàn)了新的難題。一方面，縮短采樣周期可提高模型的精度，同時(shí)也令控制序列變長(zhǎng)，也即控制的時(shí)間維度變高，給尋優(yōu)算法帶來(lái)巨大的計(jì)算壓力。另一方面，用戶對(duì)電器設(shè)備的用電需求、動(dòng)態(tài)電價(jià)及外界環(huán)境的不確定性，使得樓

2、宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題中含有大量不確定參數(shù)，樓宇的動(dòng)態(tài)模型難以精確描述，令優(yōu)化結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中的有效性面臨挑戰(zhàn)。因此，綜合考慮智能樓宇的電能運(yùn)行特征，本文從多時(shí)間尺度優(yōu)化研究方面、自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論方面和自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃應(yīng)用方面進(jìn)行研究，為樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題尋找新的解決方法。
　　本文主要內(nèi)容如下:
　　第一，研究了基于多時(shí)間尺度的樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的求解方法。樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的時(shí)間維度過(guò)高會(huì)增大問(wèn)題的求解難度。為了提高樓

3、宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的求解速度，本文研究了把高維的單時(shí)間尺度樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題轉(zhuǎn)換為低維的多時(shí)間尺度樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的求解方法。該方法包括多時(shí)間尺度下的模型、性能指標(biāo)函數(shù)和約束條件，單時(shí)間尺度樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題向多時(shí)間尺度等效轉(zhuǎn)換的條件，以及針對(duì)多時(shí)間尺度樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的快速求解算法。
　　第二，研究了在有限迭代次數(shù)下保證收斂精度的快速自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃能避免時(shí)間維度高所造成的計(jì)算壓力，能按時(shí)間正向求解

4、動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題，是解決上述樓宇電能優(yōu)化所面臨的新難題的有力工具。本文研究了自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的一種迭代算法——值迭代，給出了在有限迭代次數(shù)下保證收斂精度的快速自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。首先，本文給出了值迭代收斂的條件以及相應(yīng)的證明。然后，本文根據(jù)該條件，提出了一種基于值迭代的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃協(xié)同優(yōu)化算法。該算法由多個(gè)值迭代構(gòu)成，各值迭代通過(guò)協(xié)同機(jī)制實(shí)現(xiàn)迭代更新。
　　第三，研究了基于自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的樓宇電能優(yōu)化控制問(wèn)題的求解方法。自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃