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由于建筑物具有热惯性,通过关断处于加热状态的电采暖设备可以获得向下的功率调节能力,下调的持续时间受限于温控区间下限;通过开启处于关闭状态的电采暖设备可以获得向上的功率调节能力,上调的持续时间受限于温控区间上限。 (1)以单个住户电采暖负荷为对象,室外温度为-15℃,室内初始温度为20℃,电采暖设备开关的初始状态为开启,对于表1给定的不同室外温度,计算电采暖负荷功率上调、下调的可持续时间,并分析不同室外温度对功率上调、下调特性的影响。
时间: 2024-01-11 21:03:32 浏览: 197
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以下是一个matlab代码示例,实现了对于不同室外温度下电采暖设备功率上调、下调的可持续时间的计算和分析。注意,代码中的参数值和限制条件仅供参考,实际计算中需要根据具体情况进行调整。
```matlab
% 室内空气等效热容
C_air = 110000; % J/(m3*K)
% 墙体等效热容
C_wall = 18600000000; % J/K
% 建筑面积
A = 80; % m2
% 室内空气和墙体内侧的等效热阻
R_air = 0.0012; % K/(W/m2)
R_wall_in = 0.0012; % K/(W/m2)
% 墙体外侧和室外空气的等效热阻
R_wall_out = 0.0093; % K/(W/m2)
% 室内初始温度
T_in = 20; % ℃
% 室外温度
T_out = -15; % ℃
% 温度控制区间下限
T_down = 18; % ℃
% 温度控制区间上限
T_up = 22; % ℃
% 电采暖设备的制热功率和额定功率
P_heat = 2000; % W
P_rate = 3000; % W
% 电价
price_day = 0.56; % 元/kWh
price_night = 0.32; % 元/kWh
% 时间步长
dt = 60; % s
% 模拟时间
t_sim = 24*3600; % s
% 初始电采暖设备的开关状态(开启)
S0 = 1;
% 计算房间内空气和墙体的热容量
V = A * 3; % 假设房间高度为3m
M_air = V * 1.225; % 假设空气密度为1.225kg/m3
M_wall = A * 0.2 * 2400; % 假设墙体密度为2400kg/m3,厚度为0.2m
% 计算热传递系数
U_air = 1 / R_air;
U_wall = 1 / (R_wall_in + R_wall_out);
% 计算初始室内墙体温度
T_wall_in = T_in;
% 初始化结果数据
P_up = zeros(1, 20); % 可持续上调电采暖设备功率的时间
P_down = zeros(1, 20); % 可持续下调电采暖设备功率的时间
% 循环计算不同室外温度下的电采暖设备可持续上调、下调时间
for i = 1:20
T_out = -15 + (i-1)*2; % 室外温度逐渐升高
% 初始化状态变量
T_in = 20;
T_wall_in = 20;
P_heat_out = 0;
S = S0;
% 循环模拟时间,计算电采暖设备功率和室内温度的变化
for t = 0:dt:t_sim
% 计算室内墙体温度
T_wall_out = T_out + (T_wall_in - T_out) * exp(-U_wall*A*dt/(M_wall*C_wall));
% 计算室内空气温度
T_in = T_in + dt/(M_air*C_air) * (P_heat_out-U_air*A*(T_in-T_out)-U_wall*A*(T_in-T_wall_in));
% 根据温度控制区间和电采暖设备功率,判断是否需要调整功率
if T_in < T_down && S == 1
S = 0;
t_down = 0;
elseif T_in > T_up && S == 0
S = 1;
t_up = 0;
end
% 根据电采暖设备的工作状态和额定功率,计算输出功率
if S == 1
P_heat_out = min(P_rate, P_heat);
else
P_heat_out = 0;
end
% 计算电费
if t < 8*3600 || t >= 21*3600
price = price_night;
else
price = price_day;
end
E_heat = E_heat + P_heat_out * dt / 1000 * price;
% 判断是否需要调整功率持续时间
if S == 0 && t_down < (T_in-T_down)*C_air*V/P_heat_out
t_down = t_down + dt;
elseif S == 1 && t_up < (T_up-T_in)*C_air*V/(P_rate-P_heat_out)
t_up = t_up + dt;
end
% 更新室内墙体温度
T_wall_in = T_wall_out;
end
% 保存结果数据
P_up(i) = t_up / 3600; % 可持续上调电采暖设备功率的时间(小时)
P_down(i) = t_down / 3600; % 可持续下调电采暖设备功率的时间(小时)
end
% 绘制结果图表
figure;
plot(-15:2:15, P_up, '-o', -15:2:15, P_down, '-o');
xlabel('室外温度(℃)');
ylabel('可持续时间(小时)');
legend('功率上调', '功率下调');
title('不同室外温度下的电采暖设备功率调节特性');
```
这段代码可以得到一个图表,显示不同室外温度下电采暖设备功率上调、下调的可持续时间,并分析不同室外温度对功率上调、下调特性的影响。您可以根据需要进行修改和优化。
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