考虑异质性的定频空调负荷聚合建模及功率跟踪策略

为便于建立空调负荷聚合模型,目前研究往往假设空调个体参数一致,忽略了空调受控群内部参数差异较大的实际情况,亦未计及空调最小停运时间与整数设定温度的影响,因此该文考虑空调负荷的异质性,提出一种改进型聚合建模方法。该方法根据空调额定制冷量分组,并通过模糊C-均值聚类算法提高受控群电功率的模拟精度。引入最小停运时间以及设定温度的整数约束,使仿真结果更接近实际定频空调运行工况。同时,在实际运算中采用坐标格式存储稀疏矩阵,提高运算速度和模型的实用性。基于该改进型聚合模型,进一步提出一种功率跟踪策略,该策略计算各聚类群每一时刻的需求响应能力,通过求解0—1整数规划问题实现调控对象最优组合。仿真算例验证所提策略对目标功率跟踪的良好效果。     

面向需求响应应用的空调负荷建模及控制

空调负荷是一种优良的需求响应资源,对空调的合理调控能够有效缓解供需不平衡,提高电力系统综合运营效率,实现资源优化配置,但这需要建立在对空调负荷运行特性基础理论的深刻理解基础上。文中从空调系统热力学建模、聚合模型、控制模式、调控策略四个角度,讨论了空调负荷在需求响应中的研究现状,并针对目前国内外空调负荷研究的实际情况,对空调负荷进一步的研究方向进行了展望。     

激励条件下的大规模空调负荷聚合集群优化策略

为提高大规模空调负荷聚合精度、提升空调集群可调节潜力,提出了激励条件下的大规模空调负荷聚合集群优化策略。首先建立了大规模空调负荷聚合架构,然后建立单体的二阶空调等值热力参数模型,同时基于蒙特卡洛方法对不同区域的空调负荷进行二次聚合,建立用户满意度与激励水平之间的关系。在此基础上,以实际空调聚合功率与缺口负荷之间的标准差最小、空调负荷聚合商补偿费用最少为优化目标,采用粒子群算法进行求解,最后通过算例说明了本文所提策略的有效性。     

空气源热泵群负荷聚合建模及控制策略研究*

空气源热泵是一种可直接控制的需求响应资源,但其响应潜力没有被发掘。为此,首先提出了考虑用户意愿的分层聚合模型,模拟现实生活中用户对调度控制的响应意愿,并根据空气源热泵的额定功率划分各个区间进行聚类分析,验证模型的精确度。然后提出负荷聚合加权系数排队算法,该算法允许用户根据自身用电习惯选择需求响应的等级参与电网响应。最后在微网进行仿真控制,通过对可再生能源渗透率、内外部环境温度等多重因素进行分析,验证了此算法在微网运行中起到削峰填谷的作用,为维护电力系统稳定和更好地利用可再生能源提供新的途径。     

基于数据驱动的聚合空调特性建模及控制策略

随着越来越多的可控负荷接入电网,空调负荷(air conditioning loads, ACLs)由于其响应速度快、调节潜力大、具有蓄冷储热等特征可作为柔性负荷参与平抑可再生能源引起的波动。在实际对ACLs进行聚合的过程中,室外温度、ACLs的温度和ACLs的数量等外部条件的变化会对聚合模型造成一定的影响。但现有大多数对ACLs的控制方法未考虑聚合ACLs外部特性模型(aggregate ACLs′external model, AAEM)的时变特征。文中提出一种基于数据驱动的AAEM及相应的负荷跟踪控制策略,考虑到基于ACLs热力学特性的ACLs的成本函数,采用神经网络对时变聚合ACLs的AAEM进行快速计算,降低AAEM的计算复杂程度。基于数据驱动的AAEM负荷跟踪控制策略有效减少了ACLs的开关状态切换次数及其调用总成本。基于实际用户的仿真结果验证了该方法的有效性。     

新型电力系统下空调负荷聚合建模及可调控潜力评估

随着社会经济高速发展，环境污染与能源需求问题日益凸显，挖掘需求侧可调节资源变得尤为重要。夏季用电高峰时段中空调负荷占据很大比重，且空调负荷具有调度方式灵活、响应速度快、可调节潜力大等优点，可对其采取控制技术以缓解高峰期的用电紧张。为此，对空调负荷的聚合建模与可调度潜力进行研究，首先建立空调单体的热力学模型，在此基础上建立两类不同使用行为的空调负荷聚合模型，并求得空调聚合负荷功率需求，最后采用重设控制目标的方法分析聚合空调负荷的可调潜力。结果表明所述方法能有效评估空调负荷的可调潜力。     

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。     

负荷聚合商模式下的冰蓄冷空调弃风消纳研究

随着风电大规模入网,传统调度模式在弃风消纳方面显示出一定的局限性。利用柔性负荷需求响应作为调度补充,提高风能利用率的研究已成为国内外关注的热点。选取冰蓄冷空调作为研究对象,在负荷聚合商的概念下,分析了受控用户的调度潜力,构建了以低价购置弃风电量为激励,最小化聚合商运行成本为目标的调度模型。算例采用IEEE-33配电系统进行仿真验证,分析用户响应前后聚合商调度潜力及风电出力变化下的调控效果,证明了计及冰蓄冷空调蓄冷潜力,以及在提高受控用户运行经济性、跟踪弃风分布增强系统风电接入能力、优化系统负荷曲线等方面的可行性和有效性。     

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。     

空调负荷运行特性研究及建模

空调负荷是近年来增长较快的一类负荷,其特性对电网的电压稳定性影响很大。该文在电力系统动态模拟实验室进行的空调特性试验的基础上,对空调负荷的静态特性、电压动态特性、启动过程和堵转过程进行了详细分析,建立了空调负荷的这4种重要运行状态的负荷模型,可作为空调负荷建模研究的重要参考。     

面向需求响应的变频空调负荷建模与运行控制

近年来,空调类电力用户数量迅速增加,成为了电网高峰负荷的主要组成部分。空调负荷作为典型柔性负荷,可利用其热惯性参与需求响应,为电网提供有效可调容量。区别于有关定频空调的研究,基于变频空调的负荷特性构建其物理模型,从控制后总功率和最大控制时长两个维度对变频空调集群的调节潜力进行评估。在此基础上,根据变频空调负荷聚合商在需求响应日前市场的成交量,以变频空调集群功率削减量与成交量偏差以及用户舒适度变化量最小化为目标,提出了基于双层分组轮控的变频空调负荷优化控制策略。仿真结果表明,所提策略不仅能够通过分组轮控延长变频空调集群最大控制时长,还具有良好的用户友好性,对于变频空调集群参与电网需求响应具有指导意义。     

集中空调系统周期性暂停用电研究

针对我国2003年夏季高峰电力紧缺的严峻问题,提出实施集中空调系统周期性暂停用电工作的意见,阐述基于GPRS技术的集中空调负荷管理系统的原理、功能和结构,并以江苏省为例对其潜在效益进行了研究、分析.通过分析得出实施该系统在不影响用户舒适度的情况下,可以以极小的经济代价为江苏电网避免可观的新增系统峰荷容量,具有巨大的经济和社会效益.     

计及电气特性的空调负荷建模及集群控制策略

为充分发挥温控负荷的调控潜力,以空调负荷为例,对空调负荷建模及集群控制策略进行了研究。首先从热力学模型与电气模型两方面建立了完善的空调负荷模型;其次考虑空调的启停次数以及使用寿命等实际因素,提出了一种基于改进温度优先序列的空调负荷集群群内控制策略;最后分析了负荷电压变化对集群响应功率的影响,基于频率下垂控制,提出了一种考虑功率响应偏差、电压约束以及集群等效荷电状态的空调负荷集群控制策略。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提的空调负荷集群控制策略能够平抑微电网功率波动,同时能够有效降低空调的启停次数,减小对空调使用寿命的影响。     

含大规模热泵的配电网异步迭代分布式三相潮流计算

随着分散式热泵大规模推广应用,考虑热泵模型的三相潮流计算是分析配电网电压水平的重要工具。由于不同投资主体的增量配电网快速发展,考虑到保护数据隐私、通信延迟等因素,实现集中式潮流计算和同步迭代的分布式潮流计算都很困难。首先给出基于隐阻抗法的含大规模热泵的三相潮流计算方法,然后给出基于矩阵分裂模式的异步迭代分布式计算模式,实现适用于配电网的分布式潮流计算方法。通过IEEE 123节点系统验证了算法的有效性。     

大型机组现场噪音测试方法的研究应用

大型机组因尺寸大、所需工况及安装配置要求高等因素限制,无法在噪音室内组装,噪声测试只能在安装现场进行。受本底噪声及房间常数影响,测试值严重偏离实际值,测试结果置信度不高。本文阐述了一种通过国标GB/T 16538-2008《声学声压法测定噪声源声功率级现场比较法》测得噪声声功率级的数据,间接推导出声源表面声压级的方法。     

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。     

大规模分散式充电桩参与电网负荷优化技术研究

电动汽车（electric vehicles, EV）发展迅速,分散式充电桩参与电网调控蕴含巨大潜力。对比负荷运行典型评估指标,将负荷波动率作为优化目标,重点构建了分散式充电桩参与电网负荷优化的多目标优化模型,提取负荷波动率的关键特征,建立表征负荷波动率的优化目标函数;引入电力奖励积分解决电价不灵活的问题,构建用户成本优化目标函数;以南京市区某配网馈线的典型夏季负荷为例,利用MATLAB工具对2 000辆可参与日调峰汽车、500辆可参与夜填谷汽车的负荷优化进行仿真分析,结果显示电网负荷波动率明显下降,用户成本大大降低。