基于改进粒子群算法的分散式电采暖负荷模型参数辨识

分散式电采暖负荷是一种具有巨大调节潜力的需求响应资源,但是,用户行为差异、太阳辐照度等随机因素为建立精确的分散式电采暖负荷模型增加了一定难度。首先,结合具体应用场景,搭建基于气候模拟平台的分散式电采暖负荷实验平台,采集负荷建模实验数据。然后,针对分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型方程较为复杂的问题,以仿真温度与实测温度之间的误差最小为目标,提出基于改进粒子群算法的模型参数辨识方法,建立分散式电采暖负荷模型。最后,通过改变数据采样周期,对负荷模型进行优化。结果表明,所提参数辨识及建模优化方法可以有效地提高分散式电采暖负荷二阶等效热参数模型精度。

基于二阶ETP解析解的空调-建筑电热耦合系统辨识方法

对空调-建筑电热耦合系统进行建模是挖掘空调调节潜力的基础。为解决当前基于二阶等效热参数(ETP)建模研究中存在的拟合精度有限、电热耦合特性考虑不足等问题,文中首先推导了二阶ETP模型解析递推形式,具有高拟合精度、递推值有界、步长灵活可调的优势,可提高模型的准确性、可靠性以及对多样化数据采集技术的适应性。然后,采用平均能效比刻画空调电热转化过程,提出考虑平均能效比的空调-建筑电热耦合解析化模型参数辨识方法,综合利用室内气温拟合机制和制热量拟合机制进行参数寻优。最后,搭建实际测试环境对所提方法性能进行验证。结果表明,该方法能在现有基础上显著提升参数辨识的准确率,从而为能源系统仿真、空调负荷调控等应用提供更加准确可靠的模型基础。

聚合空调负荷的温度调节方法改进及控制策略

空调负荷作为温控负荷的一种,具有能量转化及储存特性,该特性使空调成为最具需求响应潜力的负荷。通过对空调负荷的合理控制,可在不影响或少影响用户舒适度的前提下,使用较低成本达到降低峰荷,缓解供需矛盾。为此,针对参数相同或相近的空调集群,利用等效热参数模型分析传统温度调节方法造成聚合负荷波动的机理,提出一种改进的温度调节方法,该方法对空调集群中的单独个体进行设定温度上、下限的分离控制,有效克服传统温度调节方法造成聚合负荷波动的现象。同时设计了基于上述调节方法的调度决策模型。通过算例分析增/减负荷方案限制、聚合小组数目限制、调度决策目标大小对调度结果的影响,证明调度决策模型的可行性,为空调负荷参与系统运行提供方法支持。

空调负荷二阶等效热参数模型参数辨识方法

空调负荷是最具潜力的需求侧资源之一。然而,由于建筑环境、用户偏好等因素的差异,空调负荷具有明显的异质性,脱离实际场景建立空调负荷异质性聚合模型,难以准确获取其聚合功率及响应潜力。在具体应用场景下,搭建了实际空调负荷集中控制系统,并在实际空调系统支持下,提出计及空调负荷二阶等效热参数模型参数时变特性的参数辨识方法。通过最小化二阶等效热参数模型仿真温度与实测温度误差,同时考虑参数的时变特性,建立优化模型,获得二阶等效热参数模型参数。算例结果表明,所提方法能够建立较为准确的空调负荷二阶等效热参数模型。

中央空调节费运行方案及其适用性分析

基于商业用户节省空调电费的强烈愿望和带楼宇自控系统的中央空调自身的调节能力,提出一种分时电价激励作用下用户自主实施的、以节费为目的的中央空调运行方案优化模型。优化结果给出按一定时间间隔调节空调温度设定值的方案,业主可通过预冷移荷和提高高电价时段的室温以达到降费的目的。针对商业性建筑典型参数实施的算例分析表明:用户以节费为目的的空调运行优化方案,对降低峰荷时段的电力需求有一定效果;运营时段降载量和节费量主要受调温周期和允许最大温升影响;早峰荷时段的起始时间、峰平价比都是激励用户预冷移荷的关键因素。

钢结构装配式住宅承重保温一体化墙体抗侧刚度研究

为探讨承重保温一体化墙体中保温芯材对墙体抗侧刚度的贡献,在综合考虑芯材泡沫混凝土对钢框架影响的基础上,基于等效斜压杆理论,采用能量守恒原理推导了承重保温一体化墙体结构的抗侧刚度计算公式,比较了折算系数法和特征刚度参数法两类计算斜压杆宽度的方法。结果表明:引入修正系数和折减系数后,折算系数法的计算结果与试验结果吻合较好,可以用于承重保温一体化墙体抗侧刚度的计算。

数据驱动的变频空调负荷模型参数在线辨识方法

准确辨识空调负荷模型的参数是挖掘其节能及需求响应潜力的重要基础,当前研究大多采用精度较差的离线辨识方法。为此,基于数据驱动思想,提出一种变频空调模型参数在线辨识方法。首先,建立了数据驱动的空调负荷模型参数在线辨识架构。然后,基于空调负荷模型提出数据驱动的在线辨识机制和方法。其中,数据驱动的在线辨识机制设计为基于参数显著变化事件驱动的参数更新判别机制和基于历史参数波动范围的参数动态阈值设定机制,在该机制下通过粒子群优化算法建立了快速在线辨识方法。最后,通过实测环境,验证了所提在线辨识方法的有效性,与离线辨识方法相比,所提方法极大地提高了计算速度及准确度,可满足在线应用需要。

稀土超磁致伸缩换能器等效热网络建模研究

超磁致伸缩换能器的工作特性与温度密切相关,快速准确地对换能器温度分布进行分析计算与预测是换能器设计与性能评估的关键。凭借仿真速度快、准确性高等显著优势,热网络建模广泛用于换能器热分析,但多聚焦于稳态建模研究,忽略超磁致伸缩棒由于热导率低所导致的明显的瞬态温度梯度。为此,该文以纵振式超磁致伸缩换能器为研究对象,计及超磁致伸缩棒作为热源的特殊性和对棒材温度空间分布的影响,建立超磁致伸缩换能器瞬态等效热网络模型。首先基于换能器的结构和工作原理,对其进行热分析;然后重点对超磁致伸缩棒进行建模,根据换能器内部传热过程,建立换能器瞬态热网络模型并对模型参数进行计算;最后搭建有限元仿真模型和换能器温升实验平台,从仿真和实验两方面验证了所提热网络模型对换能器温度时空分析的准确性和有效性。

扬声器热传递非线性模型

传统的扬声器热流建模是用一个等效电路来表示的,它是由两个不同时间常数的RC电路串联,并假定集总元件的参数与信号幅值无关。对于强迫空气对流冷却方式,这一简单的模型却不适用,而当音圈速度(或磁间隙中的空气速度)很高时,强迫对流冷却却是行之有效的的散热机理。考虑到电-力与热学机理之间的非线性相互作用,提出了一个大信号热学模型。该模型及其参数可以在实例单元上进行实际测量加以验证,还对热流的主要路径加以确定,并讨论了提高扬声器单元功率承受能力的方法。

基于等值热路法的10kV三芯电缆导体温度计算与实验

为了掌握配电网电缆运行状况,有效评估电缆线路的载流量,依据等值热路法理论建立三芯电缆稳态及暂态的等值热路模型,基于IEC 60287计算模型参数,分别计算10 k V三芯电缆在空气敷设和土壤敷设下的导体温度。建立实验仿真平台,对等值热路法计算值和实验结果进行比对及误差分析,验证了等值热路模型的准确性。

楼宇空调需求响应实时控制仿真与实践研究

日益增长的空调降温负荷已成为夏季电网负荷尖峰不断增长的主要因素。为引导资源庞大、调控灵活的空调负荷参与需求响应实现“源荷互动”,保障电网的安全经济运行,开展了楼宇空调需求响应实时控制仿真与实践研究。通过建立空调房间的等效热参数模型,分析空调调控的稳态及动态过程,考虑室内外温度信息及削荷要求,对单台和聚合空调开展实时温度直接控制与梯度控制仿真,并于武汉迈异办公楼开展温度直接控制实践。结果表明,实践的办公楼内室内温度仅上升1.2℃,而空调的需求响应控制有效削减了尖峰时期负荷,具有很高的调控价值。另外,温度梯度控制能取得更平稳和长期的削荷效果,并抑制了负荷反弹现象,更贴近需求响应调控的要求。

电子设备热仿真建模方法研究

针对复杂电子设备在热仿真过程中由于建模不准确造成的计算成本高和仿真结果偏差大等问题,对芯片、电路板及电子单机等不同层级的电子产品的等效建模方法进行了研究,并利用Icepak软件进行了热仿真分析。仿真结果表明,芯片双热阻模型仿真精度较高,可用于板级及系统级热分析;电路板布线层信息对热仿真结果影响较大;集总参数法应用于孤立组件热分析时误差较大,适用于内部器件缺失的系统级热分析。研究结果为电子设备的热仿真分析提供了参考。

聚合空调负荷的周期性暂停优化控制策略

针对空调负荷聚合商具有参数多样性的负荷分组方式,利用周期性暂停控制的优化策略模型,通过空调参数差异建立周期性暂停控制策略的方法对空调负荷进行分组,降低空调负荷的参数多样性在决策过程中的影响,在等效热参数模型基础上推导室温时变方程,作为约束条件,以控制周期内空调机组运行时间所占比例为决策变量,以受控期间耗电量最小为目标,研究不同用户热舒适度需求下的负荷聚合商不同的调控潜力。通过算例验证了控制策略的合理性及对于调峰控制的有效性。

碳布叠层穿刺复合材料多尺度传热特性研究

为了深入认识复合材料的多尺度传热特性,预测复合材料宏观热物性参数,基于通用单胞思想和多尺度传热特性分析,建立了一种有效预测碳布叠层穿刺复合材料等效热物性参数的方法。基于电镜扫描分析了纤维束和编织结构的特征,采用通用单胞思想,建立了介/细观传热分析模型,通过数值仿真进行了一系列的多尺度传热特性分析,譬如:纤维体积分数对纤维束结构传热特性的影响、穿刺纤维束大小对编织结构传热特性的影响分析,在此基础上,建立了胞体模板扩展,初步将介/细观结构研究规律应用到宏观结构热物性预测,并进行多层胞体传热特性分析。验证实验表明:等效热物性预测值与实验值吻合较好,方法有效,为深入理解认识碳布叠层穿刺复合材料的介/细观传热特性提供了有效的分析手段。