商务楼中央空调周期性暂停分档控制策略

提出了利用高级计量体系实施商务楼中央空调远程周期性暂停控制的优化模型。模型直接以控制周期内制冷机允许运行时间所占比重(占空比)为决策变量,在推导室温时变方程的基础上,计入控制期热舒适度约束,并提出分档控制方案,以计入用户热舒适度需求的差异。对上海市某中央商务区的算例结果验证了所提出模型的合理性,并表明周期性暂停控制能在保持室温舒适的条件下获得显著的节电削峰效益;而从经济性来看,周期性暂停控制较适于用做调峰措施,用做节电措施时还需进一步探讨电力公司与用户间的节电效益分享机制。     

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。     

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。     

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.     

市东集中空调周期性用电技术可行性研究

以空调负荷为主的季节性负荷,其增速远大于基荷的增速,在电网负荷中所占比重越来越大,因此,对空调负荷的需求侧管理已成为电力企业的重要研究课题,而集中空调系统周期性用电技术是空调需求侧管理的措施之一。文章介绍了集中空调周期性用电技术的两种类型,即集中空调系统周期性暂停用电和集中空调遥控降载周期性用电,对后种类型技术的应用进行了现场测试,根据测试结论,提出了市东公司集中空调周期性用电技术的应用推荐方案,并对效益进行了预测。     

集中空调系统周期性暂停用电技术研究

针对我国2003年夏季高峰电力紧缺的严峻问题,提出了实施集中空调系统周期性暂停用电技术的意见,阐述了基于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系统峰荷容量,具有巨大的经济和社会效益。     

空调负荷群分组控制方法

针对现有空调群负荷控制难以在兼顾降载效果和舒适度的条件下有效减少分组数、简化控制策略的问题,提出一种聚类分组及错峰控制方法。首先,以温变指数和特征温差为特征属性对受控端聚类分组;随后引入准备时间的概念,以分钟级空调总负荷峰值最小化为目标,优化聚合体分批进入受控期的错峰运行方案,由此尽可能保持降载期受控端状态的多样性、避免负荷波动。算例分析了所提出方法的特性和降载量调节机理,并从降载量调节特性、舒适度、负荷波形等方面将其与现有分组控制方法对比。结果表明:聚类分组及错峰控制方法通过错开聚合体进入受控状态的时间,能在较小分组数下实现迅速降载,并可较好地兼顾降载和舒适度两方面的要求。     

楼宇空调需求响应实时控制仿真与实践研究

日益增长的空调降温负荷已成为夏季电网负荷尖峰不断增长的主要因素。为引导资源庞大、调控灵活的空调负荷参与需求响应实现“源荷互动”,保障电网的安全经济运行,开展了楼宇空调需求响应实时控制仿真与实践研究。通过建立空调房间的等效热参数模型,分析空调调控的稳态及动态过程,考虑室内外温度信息及削荷要求,对单台和聚合空调开展实时温度直接控制与梯度控制仿真,并于武汉迈异办公楼开展温度直接控制实践。结果表明,实践的办公楼内室内温度仅上升1.2℃,而空调的需求响应控制有效削减了尖峰时期负荷,具有很高的调控价值。另外,温度梯度控制能取得更平稳和长期的削荷效果,并抑制了负荷反弹现象,更贴近需求响应调控的要求。     

基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略

空调负荷因其可中断特性可以实现系统控制信号的快速响应与调节。提出了一种基于改进状态空间模型的空调负荷控制策略。首先扩展状态空间长度,建立了更为精确的改进状态空间模型,实现无控条件下空调负荷聚合特性的跟踪。在此基础上,建立了空调聚合控制模型,实现温控信号下空调负荷动态聚合特性的跟踪。最后,对空调群进行温度优化控制,实现空调群的负荷调节。仿真结果验证了空调负荷的改进状态空间模型、聚合控制模型和温度优化控制策略的有效性。     

空调负荷聚合商的优化调度策略研究

基于聚合商的服务运作模式,对空调负荷调度策略展开研究,正常运行过程中寻求负荷的平滑接入,削峰运行过程中寻求最优削峰效果,通过算例分析表明了调度策略的合理性。     

基于DLC的空调负荷双层优化调度和控制策略

空调负荷占电力终端设备的比重逐年增长,已成为峰荷最重要的组成部分,加深了中国高峰时段的供需矛盾,导致峰谷差进一步拉大。但同时空调负荷具有一定热存储能力,具备巨大的负荷调节潜力,可以通过需求响应纳入到电力系统调度中。为此,提出了基于直接负荷控制的空调负荷双层优化调度和控制模型。在宏观层模型中,根据负荷聚合商在各时段的空调负荷出力和报价,优化调度计划,最小化电力公司负荷调度成本;在微观层模型中,通过优化其管辖范围内空调负荷的控制策略,使得实际的空调负荷出力与调度计划尽可能保持一致并最大化其利益。通过算例分析说明了所提出模型的应用方法。     

基于用户差异化热舒适度的空调负荷聚合调度策略

空调负荷作为需求侧重要资源,可灵活参与电力系统,促进新能源消纳。在空调负荷调度过程中,不同用户的热舒适要求和调度潜力存在差异。如何满足用户差异化热舒适度,且挖掘其调度潜力是要考虑的难题。针对上述问题,文中首先引进热舒适度模型以综合量化用户的热舒适体验;其次,根据热舒适度模型中的人体参数,采用K-means聚类方法划分出不同热忍受能力特征的用户群体。在此基础上,提出基于用户差异化热舒适度的空调直接负荷控制策略,并对其进行仿真验证。算例分析表明,相较于传统策略,文中所提策略在完成消纳任务的基础上挖掘了每类用户群体的调度潜力,并保障了其热舒适性。     

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。     

考虑状态差异性聚类的空调负荷直接负荷控制动态优化方法

计及了分散式空调负荷参与调控初始状态的不确定性及参数差异性,提出了适用于大量分散式空调负荷的聚类分组方法及直接负荷控制(DLC)分组轮控动态优化方法。在聚类分组过程中,以空调负荷可调控潜力为聚类目标,在保证DLC可操作空间的基础上充分发挥空调负荷的调控潜力。在DLC分组轮控动态优化过程中,通过合理选择优化周期,修正模型误差与温度预测带来的调控误差,使得空调负荷出力与调度计划更加吻合,同时保证了用户的舒适度需求。仿真算例验证了所提方法充分发挥分散式空调负荷调控潜力的良好效果。     

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。     

空调负荷二阶等效热参数模型参数辨识方法

空调负荷是最具潜力的需求侧资源之一.然而,由于建筑环境、用户偏好等因素的差异,空调负荷具有明显的异质性,脱离实际场景建立空调负荷异质性聚合模型,难以准确获取其聚合功率及响应潜力.在具体应用场景下,搭建了实际空调负荷集中控制系统,并在实际空调系统支持下,提出计及空调负荷二阶等效热参数模型参数时变特性的参数辨识方法.通过最...     

基于多样性保持的空调负荷群调度控制策略

具有能量存储特性的负荷主动参与功率平衡控制,将对系统运行带来积极影响。以空调负荷为例,设计一种负荷调度控制构架,提出基于多样性保持的负荷群调度控制策略。首先,分析负荷控制造成负荷群多样性破坏的机理,提出保持多样性的控制策略,考虑通信延迟对控制效果的影响,根据随机抽样理论设计负荷群跟踪有功控制指令的算法。为避免负荷恢复时出现"二次峰荷",提出分时段负荷恢复策略。之后,在卡尔曼滤波估计负荷群运行状态的基础上,建立负荷群的优化调度模型,采用混合整数规划法进行求解。最后,通过算例仿真验证了所提空调负荷群调度控制策略的有效性。     

分时电价环境下的办公建筑空调负荷双层柔性优化控制策略

空调系统是办公建筑中电力能源消耗较大的终端设备,其不合理的运行方式导致用电效率低下,实现空调系统的用电优化已成为电力需求响应的重要研究内容之一。为了降低用户用电费用和提高空调系统能效,提出了分时电价环境下的办公建筑空调负荷双层柔性优化控制策略。在上层模型中,考虑室外温度变化和分时电价信息,通过柔性调节空调系统的预冷时间和设定温度,实现兼顾用电费用最省和用户舒适度最优的效果,并将得到的空调系统冷负荷量输出给下层模型。在下层模型中,根据多台冷水机组性能(Coefficient of Performance, COP)特性的不同,优化负载率的分配,达到冷水机组总体能效最大的效果。采用粒子群算法求解双层模型,通过算例仿真,比较空调系统在不同运行模式下的结果,验证了所提策略可以有效地提高冷水机组的效率,降低用电费用。     

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。