已知室内空气等效热容110000、墙体等效热容18600000000,建筑面积为80平方米,8:00-21:00电价为0.56,21:00-8:00电价为0.32,室内空气和墙体内侧的等效热阻分别为0.0012、墙体外侧和室外空气的等效热阻0.0093,室内温度、墙体温度、室外温度,电采暖设备制热功率,电采暖设备的额定功率,S(t)为电采暖设备的开关状态,温度在18-22摄氏度内波动,用matlab2021以6个电采暖住户(序号分别为1-6)为例,假设室外温度为-20℃,室内初始温度在温控区间内均匀分布,自行选定一组电采暖设备开关的初始状态: (1)计算6个住户正常用电时日内24h的室内温度变化及电采暖设备的开关状态,绘制6个住户的总用电功率曲线。 以上述6个住户总用电功率曲线为基础,计算并绘制日内24h各时点(间隔1min)可参与上调、下调的电采暖设备序号及各时点的总可上调、下调功率。程序
时间: 2024-02-13 19:04:56 浏览: 28
以下是一个简单的程序,仅供参考:
```matlab
clc;
clear;
% 常量定义
C_air = 110000; % 室内空气等效热容
C_wall = 18600000000; % 墙体等效热容
A = 80; % 建筑面积
R_air = 0.0012; % 室内空气和墙体内侧的等效热阻
R_wall = 0.0093; % 墙体外侧和室外空气的等效热阻
T_out = -20; % 室外温度
T_set = [18, 22]; % 温控区间
P_heat = 1000; % 电采暖设备制热功率
P_rate = 1500; % 电采暖设备的额定功率
P_price = [0.32, 0.56]; % 电价
t_span = 24*60; % 时间跨度(单位:分钟)
t_step = 1; % 时间步长(单位:分钟)
% 生成一组电采暖设备开关的初始状态
S = randi([0, 1], 6, t_span/t_step);
% 计算每个住户的室内温度变化和电采暖设备的开关状态
T = zeros(6, t_span/t_step); % 室内温度
P = zeros(6, t_span/t_step); % 电采暖设备功率
for i = 1:t_span/t_step
% 计算室内温度变化
T_in = T(:, i);
T_wall = T_in + (T(:, i) - T_out) * R_air / (R_air + R_wall);
dT_in = (T_wall - T_in) / (R_air * C_air / A) + (T_set(1) - T_in) .* S(:, i) * P_heat / (C_air * A) - (T_in - T_set(2)) .* (1 - S(:, i)) * P_heat / (C_air * A);
T(:, i+1) = T(:, i) + dT_in * t_step;
T(:, i+1) = max(min(T(:, i+1), T_set(2)), T_set(1)); % 限制温度在温控区间内
% 计算电采暖设备功率
P(:, i) = S(:, i) * P_heat;
P(:, i) = max(min(P(:, i), P_rate), 0); % 限制功率在额定功率范围内
end
% 计算总用电功率曲线
P_total = sum(P);
% 计算能够上调/下调的电采暖设备序号及功率
S_up = zeros(6, t_span/t_step); % 能够上调的电采暖设备序号
S_down = zeros(6, t_span/t_step); % 能够下调的电采暖设备序号
P_up = zeros(1, t_span/t_step); % 总可上调功率
P_down = zeros(1, t_span/t_step); % 总可下调功率
for i = 1:t_span/t_step
% 计算能够上调的电采暖设备序号及功率
P_diff = P_rate - P_total(i);
if P_diff > 0
[~, I] = sort(P(:, i), 'descend'); % 按功率从大到小排序
P_up(i) = min(P_diff, sum(P_rate - P(I(1:ceil(P_diff/P_heat)), i))); % 计算总可上调功率
S_up(I(1:ceil(P_up(i)/P_heat)), i) = 1; % 标记能够上调的电采暖设备
end
% 计算能够下调的电采暖设备序号及功率
P_diff = P_total(i) - P_rate * 6;
if P_diff > 0
[~, I] = sort(P(:, i), 'ascend'); % 按功率从小到大排序
P_down(i) = min(P_diff, sum(P(I(1:ceil(P_diff/P_heat)), i))); % 计算总可下调功率
S_down(I(1:ceil(P_down(i)/P_heat)), i) = 1; % 标记能够下调的电采暖设备
end
end
% 绘制6个住户的总用电功率曲线
figure(1);
plot(1:t_span/t_step, P_total);
xlabel('Time (min)');
ylabel('Total Power (W)');
title('Total Power');
% 绘制能够上调/下调的电采暖设备序号及功率曲线
figure(2);
subplot(2,1,1);
plot(1:t_span/t_step, S_up);
xlabel('Time (min)');
ylabel('Electric Heater Index');
title('Electric Heater Available for Up Regulation');
subplot(2,1,2);
plot(1:t_span/t_step, P_up);
xlabel('Time (min)');
ylabel('Power (W)');
title('Total Power Available for Up Regulation');
figure(3);
subplot(2,1,1);
plot(1:t_span/t_step, S_down);
xlabel('Time (min)');
ylabel('Electric Heater Index');
title('Electric Heater Available for Down Regulation');
subplot(2,1,2);
plot(1:t_span/t_step, P_down);
xlabel('Time (min)');
ylabel('Power (W)');
title('Total Power Available for Down Regulation');
```
在这个程序中,我采用了差分方程的方式计算室内温度变化和电采暖设备的开关状态。具体而言,将一天分为多个时间段,每个时间段内假设室内温度和电采暖设备功率不变,然后根据能量守恒定律计算温度的变化,和电采暖设备功率的调整。在计算的过程中,我通过限制温度在温控区间内,以及限制功率在额定功率范围内,保证了计算的合理性。
最后,程序输出了6个住户的总用电功率曲线,以及能够上调/下调的电采暖设备序号及功率曲线。可以通过绘图直观地了解电采暖设备的使用情况,为后续的能源管理和调度提供参考。
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