计及规模化空调热平衡惯性的电力负荷日前削峰策略

目前,城市空调负荷的集中使用已成为我国夏季电网负荷峰谷差增大的重要原因。因此,挖掘用电高峰时段大规模空调负荷的调峰潜力,并采用合理的调控方式削减空调负荷高峰用电,对改善我国夏季电网负荷特性和实现电网安全、稳定、经济的运行具有重要意义。提出了规模化公共楼宇中央空调负荷统一参与电网日前削峰的组合调控模型。首次建立了公共楼宇中央空调系统的等效热参数模型,并分别阐述了考虑制冷机运行效率的公共楼宇非蓄冷式和蓄冷式中央空调系统降负荷控制策略。对南京市某综合区内的16栋公共楼宇中央空调系统进行了算例研究。仿真结果表明:在调峰时段内,公共楼宇中央空调系统总负荷能够很好地跟随电网调度指令,同时区域电网负荷得到了有效削减。     

考虑多重因素的空调负荷聚合响应潜力评估及控制策略研究

空调负荷已成为电力系统重要的需求响应资源,但由于其类型差异性、接入分散性,造成调度中心难以直接获取其聚合功率并开展调度控制,限制了响应潜力发挥。对此,提出考虑空调负荷聚合响应潜力多类型资源协同调度与精准控制相结合的双层调控框架。在日前调度层,基于近似聚合模型获取空调负荷聚合功率,考虑用户热舒适度、意愿度及可控度等多重因素,建立空调负荷聚合响应潜力评估模型,获取其聚合响应潜力,并结合基础柔性负荷响应特性建立联合调度模型,充分挖掘负荷侧多类型资源参与系统调节的潜力;在日内控制层,针对执行降负荷调温控制策略中空调群组功率跌落现象,为引导其有序参与电网需求响应,建立变状态数的状态队列模型,并引入准备时间对参数异质空调集群进行分组控制,使空调负荷跟随调度计划,提升控制精度,缓解功率跌落对系统运行产生的影响。最后,通过某简化配网系统进行仿真分析,结果表明:所提双层调控框架在调度层可深度挖掘并引导利用空调负荷响应潜力,在控制层实现精准控制并削弱功率跌落负面影响,工程应用价值显著。     

柔性负荷虚拟电厂下冰蓄冷空调的优化控制策略

在构建安全稳定、经济低碳的智能电网的过程中,利用柔性负荷主动参与电网的协同控制受到高度重视。为挖掘和利用柔性负荷响应电网需求的调控潜力,提出一种专门针对柔性负荷的虚拟电厂构架;选取冰蓄冷空调作为典型受控对象,给出一种优先保障用户用电体验和经济性并计及电力系统供需关系的优化用电控制策略;结合空调系统的实际运行特性和用户用电期望,以设备运行费用最低、电网负荷波动最优为目标构建双层优化模型。通过算例在不同冷负荷需求下对冰蓄冷空调的控制结果进行仿真对比,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

面向峰谷平衡的商业楼宇空调负荷调控技术

近年来,空调负荷的急剧增长已成为季节性电力紧张的最主要原因,部分城市已经超过高峰负荷的30%,峰谷差进一步拉大对电网安全稳定运行产生严重影响。基于商业楼宇空调负荷可控性较大的特点,开展了面向峰谷平衡的商业楼宇空调负荷调控技术研究,提出了可控负荷能力多源信息在线评估方法、基于电网互动与负荷特性的负荷调控策略生成方法、面向电网需求的负荷调控评价指标体系以及基于多元信息实时反馈的负荷闭环调控方法,应用上述技术研制了商业楼宇空调负荷调控系统,实现了用电监测、控制策略生成和执行、调控效果评价等功能。通过试点应用,验证了商业楼宇空调负荷调控技术的可行性以及削峰效果,为空调负荷调控的推广应用提供了理论和实践指导。     

考虑用户调节行为多样性的空调负荷聚合商日前调度策略

空调负荷作为重要的柔性负荷资源之一,通过负荷聚合商参与电网调控,对改善夏季电网的负荷特性具有重要意义。然而聚合商通过分组控制方式无法最大化地利用空调的可调潜力,并且对用户舒适度有一定影响。从负荷聚合商的角度出发,对用户空调负荷分别采用温度设定值控制,以保持用户调节行为的多样性。在最大化挖掘负荷可调潜力的同时保证用户舒适度,提出了一种基于用户空调负荷温度控制的负荷聚合商日前调度双层优化模型。模型上层以负荷聚合商利益最大为优化目标,下层考虑用户舒适度差异以用户整体不舒适度水平最小为优化目标。采用粒子群整数规划算法进行求解获得单台空调设备设定温度的调节量。通过仿真验证表明,所提日前调度策略可以在给电网提供一定削峰能力的同时,充分挖掘空调负荷的可调潜力,保证负荷聚合商获得最大化利益并且用户舒适度水平更高。     

非工业空调负荷参与紧急调控和虚拟变供电的模式研究

近年来,我国夏季空调负荷容量迅速上升,城市夏季空调负荷可占高峰负荷的30%～40%,导致负荷尖峰问题,严重威胁电网的安全运行。而空调负荷具备热存储能力,调峰潜力巨大,其中非工业空调负荷参与需求响应对社会生产的影响较小,可有效缓解电力供需矛盾。首先提出了非工业空调负荷参与紧急调控和虚拟变供电模式的柔性调控策略,在此基础上建立了非工业空调柔性调控主站系统,并以上海市为例,分析了主站系统在两种模式下的应用效果,算例验证了非工业空调负荷的科学调峰,能够有效实现电网负荷的均衡分配,减轻电网压力,为电网的安全稳定运行提供保障。     

面向电网削峰的商业楼宇空调负荷调控实证研究

伴随各类空调的广泛应用,空调负荷快速增长,已占夏季尖峰负荷的30%以上,电网峰谷差进一步拉大,加剧了电网高峰负荷供应缺口,影响电网的安全稳定运行。基于商业楼宇空调负荷具有较大可控性,开展了面向电网削峰的商业楼宇空调负荷调控实证研究,验证商业楼宇空调负荷调控技术实现电网削峰的可行性及其效果,为规模化推广空调负荷调控储备必要的技术和经验。     

用户侧互动模式下发用电一体化调度计划

针对大规模风电反调峰特性和空调负荷等因素造成的系统负荷高峰谷差给电网安全、经济运行带来的挑战,在分析商业、工业负荷移峰潜力的基础上,设计了用户侧自愿申报用电意愿和移峰成本的新型用户侧互动模式。基于该互动模式,建立了能够充分反映用户意愿的用户侧互动负荷模型,并将其嵌入传统的安全约束机组组合模型中,提出了发用电一体化调度计划模型。实现了用户侧互动负荷作为可调度资源参与电网运行,减少了高成本机组启停,降低了系统运行成本。新英格兰39节点系统验证了所提出的模式和模型的有效性。     

基于模糊融合的多元温控负荷群调控及风电消纳策略

需求侧资源在电网的供需平衡调节中起到了越来越重要的作用，以温控负荷为例，研究了多元负荷的联合调控方法。首先，针对电热水器和空调负荷的用户用电差异化约束，提出了基于模糊隶属模型的归一化约束评价方法；其次，基于模糊隶属评价方法，构建了多元温控负荷集群调控潜力模型，并提出电热水器与空调负荷联合调控的协同方法；最 后，将所提协同控制方法用于风电消纳场景，实现了负荷精准控制。算例表明，所提方法能够在照顾到用户满意度的基础上，实现调控的均衡化与公平化，并达到良好的消纳效果。     

面向规模化空调负荷的聚合调控过程研究

近年来,我国电力需求持续增长。为进一步深化电力负荷管理,切实做好迎峰度夏（冬）能源电力保供工作,对深挖空调负荷的调控潜力、完善空调负荷聚合调控机制提出了更高的要求。首先,从物理建模、数据建模两个角度综述空调负荷预测模型和聚合模型,分析不同模型的适用性,并提出适合面向大规模空调负荷的多级聚合模型。然后,围绕调控模型和调控策略讨论现有优化调控进展。最后,结合国内发展现状从算法融合、双碳战略要求、负荷聚合系统高效运行等方面提出发展建议。     

商业建筑空调系统设计与节能

本文根据商业建筑的负荷特征，就商业建筑空调的设备选型、空调系统布置，节能等问题进行了讨论，并提出了在商业建筑空调系统设计中，应根据其负荷特有的变化规律，考虑节能及水系统合理运行，宜设置主、副空调系统。     

考虑5G宏基站空调负荷参与需求响应的潜力分析

随着5G网络的大规模应用,基站的能耗管理与优化是保证电网运行稳定性的同时,促进新能源电力消纳、优化用户用电行为所采取的行动之一。5G宏基站耗能设备参与需求响应能够在降低基站用电成本的同时为电力系统提供可调节资源。针对不断扩建的5G基站,提出了一种5G宏基站参与需求响应的负荷计算方法,并分析其参与需求响应的潜力。首先分析了基站无线利用率与能耗的关系,对基站通信设备及空调系统建模。其次,考虑通信设备以通道关断方式助力空调负荷参与需求响应的运行模式,并以典型日负荷参与需求响应为例,分析了该模式下基站空调负荷参与需求响应的潜力,仿真结果表明,基站通信设备采用智能通道关断可以增加空调负荷参与需求响应的潜力。     

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。     

空调负荷集群参与辅助服务的运行调控与评价技术综述

空调负荷具有总量大、易调节、对用户影响较小的特点,是理想的需求侧可调节资源,有必要从不同角度梳理空调负荷参与辅助服务技术的研究进展和方向。首先,介绍不同类型空调资源的单体和聚合建模技术。其次,分析了空调参与一次调频、二次调频、备用容量等不同辅助服务的主要难题和技术方法,介绍考虑信息安全可靠的空调调控技术,并从电网互动和用户舒适度等方面归纳空调负荷的评价技术。最后,提出进一步挖掘空调负荷调节潜力的建议,以期促进空调负荷调控技术从理论研究向实际应用的转化。     

计及电动汽车和碳捕集的电网调控系统低碳优化调度

为了实现电网调控系统(power grid control system, PCS)的低碳化和稳定性,本文提出考虑电动汽车充放特性与含高比例风电电网交互的PCS优化模型。首先,本文在典型PCS的基础架构下,引入碳捕集设备和风-储-电动汽车的联合发电系统。其次,考虑电动汽车充放特性与不同碳捕集价格对运行总成本的影响,基于分析运行成本、投资成本、维护成本等经济性指标,将碳捕集成本加入到优化目标函数中,以分析电动汽车V2G模式及不同碳捕集价格对电网调控系统储能优化配置的影响。最后,基于CPLEX求解器对所提模型进行求解并展开多场景对比分析,实例表明电动汽车与电网调控系统的交互模型能够有效降低11.39%总成本及16.82%碳排放总量。     

商业建筑节能改造极具投资价值

新华社信息据权威部门对我国商业建筑能耗的调查分析表明，我国商业建筑节能投资币场潜力巨大。从已实施的节能改造项目看，通过较少的技术改造投资可提高能源利用效率20％以上，为投资方可带来极为可观的经济收益。商业建筑消耗的能源主要用于率调、照明、热水供应以及其它动力设备等方面。通过对商业建筑的模拟分析发现，一些建筑的理想能耗与实际能耗有较大差别的主要原因是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统及原有空调系统存在许多不合理设计等。清华大学教授江亿认为，商业建筑的节能关键在于对已有商业建筑的节能改造。据统计，…     

基于需求响应的空调分时调度模型及其收益分配

针对配有光伏发电设备的小型商业区,建立了基于市场电价与光伏发电量的空调分时调度模型,将商业用户中的空调作为负荷调控资源,将用户根据空调的温度变化区间进行分类,并与光伏发电单元形成联盟。空调分时调度模型以最大化联盟收益为目标,对空调的运行状态进行实时决策,并采用Shapley值法对各个成员的收益进行分配。仿真结果表明该模型能有效地提高联盟内各个成员的收益,并促进光伏资源的消纳率,计算复杂度低,有利于实现小型商业区的低成本运营。     

考虑备用权责关系的用户侧资源参与深度调峰运行优化分析

随着电网运行负备用压力逐步增大,组织常规机组参与调峰市场来应对负备用缺口的同时,有必要深入挖掘用户侧资源参与调节的潜力。提出了用户侧参与调峰运行的2种改进模式,构建了不同模式下用户侧参与电网调峰运行的组织流程和运行优化模型。基于IEEE 39节点系统的算例,分析了对应模式下的电网调峰运行优化效果以及机组分摊费用,并验证了需求响应补偿标准及其承担负备用缺口比例的影响,为有序地组织需求响应和推进用户侧资源参与调峰市场交易提供了参考。     

面向清洁能源跟踪的空调分组协同方法

需求侧空调资源丰富、调控灵活并且具有储能功能,通过合理的聚合管控可对波动性强的清洁能源进行跟踪消纳。为了构建实现电网、聚合商与负荷之间双向互动的信息交互结构,研究了集群空调的分组协同管控方法。拥有云平台的家电商直接作为聚合商沟通电网与需求侧,利用云平台分别与空调和电网进行互动,将物理上分散的空调资源虚拟地聚合为可控整体;聚合商对空调分组管控,各组协同完成消纳任务以保证跟踪精度综合最优。因此,建立了聚合空调组可调节能力评估方法,以用户舒适度和空调物理参数为约束构建了消纳容量分配最优化问题,并通过滑模控制模型控制聚合空调完成跟踪任务。通过实验验证了所提算法在能够有效跟踪清洁能源的同时,对空调的干预更小,保证了用户舒适度。     

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。