[發(fā)明專(zhuān)利]智能建筑中基于熱量預(yù)測(cè)管理的能耗控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410415239.5
• 申請(qǐng)日: 2014-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104298191B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周海航;姚建國(guó);管海兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國(guó)中

1.一種智能建筑中基于熱量預(yù)測(cè)管理的能耗控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：建立建筑物中熱量模型；

步驟2：建立狀態(tài)空間下的熱力學(xué)模型；

步驟3：進(jìn)行可調(diào)度性測(cè)試，判定在給定負(fù)載預(yù)算budget下，該建筑物的熱量負(fù)載是否具有可調(diào)度性；

步驟4：運(yùn)行基于模型預(yù)測(cè)控制MPC的熱量控制策略，對(duì)式(10)進(jìn)行最小化求解，解出相應(yīng)的控制輸出變量；

其中，所述步驟4具體如下：

對(duì)于式(11)表示的目標(biāo)函數(shù)，在滿(mǎn)足式(10)中的約束下，采用求解標(biāo)準(zhǔn)的整數(shù)最小二乘優(yōu)化問(wèn)題的方式進(jìn)行求解：

其中，表示溫度參考向量，表示表示F個(gè)區(qū)域加熱器參考功率輸入速率矩陣，表示預(yù)算參考向量，W_c(k)表示擾動(dòng)向量，L表示加熱器個(gè)數(shù)，N表示預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，表示狀態(tài)預(yù)測(cè)向量，表示狀態(tài)模型參數(shù)，表示狀態(tài)模型參數(shù)，表示第j個(gè)區(qū)域第i個(gè)加熱器的ON/OFF狀態(tài)，U_p(k)表示式(10)變形后使用的新的系統(tǒng)輸入變量；

式(10)中代式的含義如下：

Y‾r(k)=Yr(k+1|k)Yr(k+2|k)...Yr(k+M|k)T.]]>

X‾(k)=ΦX(k)Φ2X(k)...ΦMX(k)]]>

Up(k)=U(k|k)U(k+1|k)...U(k+N-1|k),]]>

Wc(k)=Ta1Φs1O...TaFΦsFOT,]]>

Ψ‾=diagΨ...Ψ,]]>

其中，M表示預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，Y_r(k+M|k)表示第k個(gè)時(shí)間后第M個(gè)采樣間隔的狀態(tài)預(yù)測(cè)；X(k+M|k)表示第k個(gè)時(shí)間后第M個(gè)采樣間隔的狀態(tài)預(yù)測(cè)，M表示預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，N表示預(yù)測(cè)長(zhǎng)度，U(k+N-1|k)表示第k個(gè)時(shí)間后第N-1個(gè)采樣間隔的狀態(tài)預(yù)測(cè)，表示第F個(gè)區(qū)域的外部空氣溫度，X(k)表示k時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)，R表示兩區(qū)域間等效電阻，Ψ表示F個(gè)區(qū)域加熱器功率輸入速率矩陣，G表示離散狀態(tài)空間模型參數(shù)，H表示離散狀態(tài)空間模型參數(shù)，Φ表示離散狀態(tài)空間模型參數(shù)，表示建筑物中的總功率預(yù)算數(shù)，表示第F個(gè)區(qū)域加熱器的功率輸入速率向量；

minUp(k)SQG‾Up(k)-SQY‾r(k)SRUp(k)2---(11)]]>

其中，SQTSQ=Q,SRTSR=R,]]>S_Q表示平方根矩陣，表示S_Q轉(zhuǎn)置矩陣，S_R表示平方根矩陣，表示S_R轉(zhuǎn)置矩陣，U_p(k)表示式(10)變形后使用的新的系統(tǒng)輸入變量；Q和R分別是用來(lái)對(duì)時(shí)間誤差和輸入功率的補(bǔ)償矩陣。