基于边缘网关的中央空调需求响应终端的应用研究

商业楼宇用电在社会总用电负荷中占比较大,其中夏季高峰时刻中央空调系统用电尤为突出。以中央空调为调控对象,建立用电侧机动调峰能力是应对故障风险,提高电网运行经济性的重要举措。针对商业楼宇数目众多,内部用能设备复杂多元,自动化程度参差不齐,电气设备与控制中心之间、电网企业与商业楼宇用户之间会产生大量的数据流等问题,设计了基于边缘网关的中央空调需求响应终端,实现了商业楼宇中央空调的柔性控制,并通过需求响应实现网荷互动,提高城市电网运行弹性。通过现场示范建设,证明了应用的可行性。     

基于互动能力曲线的暖通空调集群协调控制策略

商业楼宇的暖通空调已成为参与电力系统辅助服务的重要需求侧资源.从楼宇聚合商的角度,提出了一种暖通空调与电网双向互动的新型策略.首先提出了商业楼宇互动能力的物理建模预测方法,然后基于全局温度调节策略建立了商业楼宇互动能力曲线.在此基础上,模拟投标与出清的思路,提出了多个商业楼宇互动能力的聚合与分解算法.仿真结果表明:方法能适应多类型商业楼宇,聚合商能在日前预测并可视化展示暖通空调的互动能力,并在日内准确响应目标功率,且所有温区能较为均匀的分担响应目标.     

模型和数据驱动结合的暖通空调需求响应成本分析

为实现楼宇暖通空调与电网友好互动,提出了模型与数据驱动相结合的需求响应成本分析。首先,利用人工神经网络的拟合能力,从物理模型中自动学习并构建动态模型。然后,考虑温度变化对楼宇人员工作效率的影响,建立暖通空调设定温度的优化模型并基于粒子群优化算法进行求解。最后,将用户因偏离最优设定温度而产生的额外成本定义为响应成本,据此提出暖通空调的需求响应成本分析方法。仿真结果表明,通过设定暖通空调的最优温度,可显著降低用户的总成本;响应成本曲线可反映用户的工作效率损失因素,从而帮助用户在需求响应中理性确定投标价格。     

计及场景系数的车网互动收益研究

动态变化的电网对功率需求的紧急程度不同,不同紧急程度下车网互动所产生的收益也有所区别.为实现更加合理的互动收益分配,提出一种考虑电网场景区别的车网互动收益分配方法.通过场景系数反映电网功率需求紧急程度的不同,结合辅助服务等效替代分析车网互动的收益;考虑不同电价下电动汽车用户的响应概率,建立改进的讨价还价博弈模型以求解场...     

考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应

目前综合需求响应（integrated demand response,IDR）缺少完善的互动机制,上级电网无法基于用户的实际响应潜力,对响应资源进行精准地调控和管理。为此,文章提出了一种考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应策略。首先,提出针对工业园区的综合需求响应互动机制,明确各个能源系统之间信息交互方式。其次,提出兼顾调峰需求、用能经济性和用户满意度的综合需求响应模型,采用分支定界法进行求解,得到用户可调控能力和对应的综合需求响应策略。同时,园区能量管理中心基于用户上报的响应方案,通过用户优选模型得到使整体补偿费用最低的用户响应组合方案。算例结果表明,所提IDR策略能够进一步挖掘用户的可调控潜力。另外,园区能量管理中心可根据各个用户的实际可调控能力合理选择参与需求响应的用户,在较低的需求响应成本下,获得相同的调峰潜力,有利于实现电网公司与工业用户的双赢。     

计及空调负荷等多类型需求侧资源的虚拟电厂优化运行策略

针对楼宇空调与其他类型需求侧资源的虚拟电厂内部协调优化问题,在对楼宇空调建模分析基础上,比较了楼宇空调启停控制和连续调节方式下用电量和室内温度变化特点,确定了适合于楼宇空调与虚拟电厂内部其他需求侧资源协调运行调节方式。进一步地,考虑楼宇用户舒适度分档和需求响应补偿价格,以区域供能成本最低为目标函数,建立了计及空调负荷的多类型需求响应资源的虚拟电厂协调优化模型,采用线性化方法处理非线性函数,将其转化为混合整数线性规划模型。算例表明:考虑用户舒适度的楼宇空调与虚拟电厂聚合的其他类型需求侧资源协调供能模式可有效的减少区域弃电量,同时降低楼宇本身耗电量,使得楼宇用户获取补偿收益。     

基于弹性温度可调裕度的中央空调集群需求响应双层优化

不同于小容量温控负荷,中央空调具有良好的削峰填谷和需求响应潜力。提出了一种基于弹性温度可调裕度的中央空调控制策略,针对负载率型中央空调终端用户的差异性,结合用户的主观及客观情况,综合考虑用户响应意愿对中央空调负荷群体进行调控,并基于该控制策略,从负荷聚合商角度,构建一种新型双层优化控制模型,满足空调负荷响应出力与目标一致的前提下,通过综合考虑用户的响应意愿,实现聚合商的利润最大化。算例分析结果表明,所提策略研究合理有效,为空调负荷参与电网辅助服务提供相关理论与实施方法。     

考虑用电满意度与响应量期望的虚拟电厂需求响应交易模型

虚拟电厂(VPP)参与需求响应可提高电网的调节能力,但用户用电满意度下降和用户响应量的不确定性会导致VPP无法获得预期收益、电网无法获得足够需求响应量等问题。为此,提出了一种考虑用户用电满意度与响应量期望的VPP需求响应交易模型。将VPP内部柔性负荷细分为可削减负荷、可转移负荷、可替代负荷3类,并根据不同柔性负荷用户的用电模式、影响因素、参与需求响应的服务方式,分别构建3类柔性负荷用户的细分用电满意度模型。分析3类柔性负荷用户提供需求响应服务的不确定性来源,分别建立3类柔性负荷用户参与需求响应的响应量期望模型。基于用电满意度模型和响应量期望模型,在以电网公司为主导的VPP需求响应交易模式下,构建需求响应交易模型。通过算例仿真验证了所提模型的有效性。     

面向智能楼宇的互动节电系统设计与实现

将智能楼宇空调负荷视作柔性负荷,对其参与电网互动设计并研发了互动节电系统。通过对空调系统部署双向互动通信网络、互动设备及其互动软件,从而构建起用户参与电网互动的系统平台。此互动节电系统根据收集到的用户使用行为、环境温湿度、空调系统与电网负荷等数据,依据预先设置的约束条件,自动形成互动节电策略。此策略由互动节电系统向空调系统各运行环节下达运行指令,运行结果将通过互动设备反馈至互动节电系统。通过运行此系统,对国内某智能楼宇进行实证分析,验证在不影响用户舒适度的前提下,智能楼宇中央空调互动节电潜力很大。     

基于用户舒适度约束的中央空调冷负荷需求响应策略研究

讨论了在需求响应控制下,中央空调系统不同的负荷率(实际运行功率占额定功率的比例)的运行时间。基于用户温度为舒适约束的室温控制模型,对中央空调负荷进行了动态建模。然后讨论了3种不同的控制策略:①提前降低室内设定温度控制策略。②在高峰时段升高室内设定温度的控制策略。③改进后的控制策略。探讨了在电力高峰负荷段,控制策略对用户舒适度和中央空调系统高负荷率运行时间的影响,以中央空调系统在假定的高峰用电时刻高负荷率运行时间最短为目标,得出了最优的控制策略。该运行策略不仅减少了高峰时段的电力消耗,提高了电网的安全性,而且将供应侧与用户侧很好地结合起来,改善其经济性,因此具有广泛的工程应用前景。