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。     

考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估

居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居民使用空调是为了满足自身的热舒适度要求。若评估空调负荷调控潜力时忽视热舒适度限制,将导致评估值过高,降低负荷管理策略的有效性。因此,提出一种考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估方法。该方法首先建立居民热舒适度及空调热动力学模型,提取影响居民热舒适度和空调负荷的关键参数;然后,利用隐马尔可夫模型和维特比算法辨识空调状态及参数;在此基础上,计算不同居民热舒适度可接受范围内的空调负荷调控潜力。基于真实居民负荷数据的算例分析表明,所提方法能够准确辨识居民空调状态并有效评估满足居民热舒适度要求的空调负荷调控潜力。     

利用电力负荷控制信道实现用电综合信息的传输

介绍了利用电力负荷管理系统的无线信道同时完成负荷管理信息、配电变压器监测信息和居民自动抄表系统信息传输系统的结构、终端接入方案、主站配置以及通信规约。     

基于北斗短报文通信的用电信息采集系统的研制

在无公网覆盖的偏远地区,居民用电信息的自动化采集是一个历史性难题。研制了一种基于北斗短报文通信的用电信息采集系统。研制的电表数据采集与传输设备可以按多种工作模式采集电表数据,并进行数据拆包、北斗协议封装、北斗短报文传输;同时研制的主站端接收设备可以完成北斗短报文接收、数据解析、组包和补包操作。实际测试结果表明,所研制系统的用电信息采集成功率可达98.9%,可以作为偏远地区居民用电信息采集的一种高效可靠的方案。     

基于需求响应的居民空调负荷调控研究

近年,居民用电增长迅猛,对电网的稳定运行冲击较大。以上海居民参与可中断负荷调控的实证方案为基础,对实证中执行的居民需求响应实施效果进行分析,量化了上海居民参与电网削峰和不同调控手段的实施效果。同时,提炼出适用于居民侧需求响应的典型应用场景,验证居民空调作为可中断负荷参与电网削峰的可行性。     

智能小区居民负荷参与优化调度及控制策略研究

随着居民用电设备的快速发展,居民用电占社会用电的比例越来越大,调动居民负荷参与需求侧响应值得深入研究。首先,建立了智能小区参与需求侧响应的双层调度模型,上层为配电网运营商收益最大化,下层为智能小区用户总调度成本最低。其次,该模型考虑了各类用电设备的负荷模型、用户的舒适度以及基于调峰贡献度指标约束的激励措施。最后,考虑到居民负荷参与调度会产生功率波动的问题,以功率较大的空调负荷为例,针对空调参与调度造成功率跌落的现象提出相应的控制策略。结果表明,双层调度模型能够使用户按照配电网运营商的调控期望进行调度,调峰效果较好,并且兼顾配电网运营商和用户的利益。提出的两种控制策略均有效地减小了功率跌落,提高了配电网的稳定性。     

基于需求响应的智能用电实证研究

在每年的迎峰度夏期间,我国一些大中城市和经济发达省份的空调负荷已占到夏季最大负荷的30%,有的城市甚至达到40%,并且在未来几年还将呈现高速增长态势。因此,合理调控空调负荷对于缓解电网侧供需矛盾、削峰填谷具有重要意义。随着国家电网公司智能电网的战略实践,智能用电技术的应用为电网和用户之间搭建了双向互动平台,通过利用智能用电技术可以将空调作为可中断负荷进行调控,项目通过试点建设验证空调负荷调控的可行性及调控效果,为电力需求侧管理提出合理化建议,实际验证空调负荷在电网削峰中的作用。     

数据压缩在用电信息采集远程通信中的应用

探讨了用电信息采集系统中远程通信数据压缩的重要性和可行性,并从信息论角度指出远程通信报文存在的信息冗余度,提出采用数据压缩的方法可以缩短用电信息采集数据的传输时间,提高数据传输效率。并且,在GPRS/CDMA等无线公网通信技术为实际主导的通信方式现状下,数据压缩还可以降低数据传输成本,为电力企业节约通信流量费用。通过运用无损压缩领域的经典算法LZ77进行仿真实验,验证了数据压缩的效果。实验结果表明,LZ77算法对于常用的电能量和电能质量等长通信报文可以起到良好的压缩效果,对于低压居民电量采集等应用可以极大地缩短数据传输时间,为用电信息数据的及时获取提供保障,改善用电信息采集系统的工作效率。     

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。     

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。     

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。     

江苏省夏季空调负荷分析及需求侧管理措施的削峰效果测算

介绍了夏季最大空调负荷、集中空调负荷和居民空调负荷的计算方法,分析了江苏省夏季空调负荷的构成,根据分析结果提出了7项近期内容易实现或经过适当技术改造后能够实现的夏季空调负荷调控措施,并对其削峰效果进行了分析测算。     

中央空调轮停技术方案比较

空调用电的急剧增加是造成电网负荷峰谷差不断拉大的主要原因。介绍中央空调周期性暂停技术的研究思路。结合实际情况,从系统控制方案、通信方案等方面对通信规约控制、干接点控制和智能减载控制3种集中空调轮停技术方案进行比较,优选实施方案。在夏季高温期来临之前做好电力负荷的削峰填谷工作,有利于提高能源利用效率。     

面向电网调峰辅助服务的空调负荷调控策略及其虚拟机组建模

随着我国经济结构的调整,不断攀升的空调负荷成为第三产业和居民用电量增长、电网峰谷差拉大和负荷特性恶化的主因,同时随着电力能源的清洁发展,将空调负荷调控纳入电网调峰辅助服务,有利于改善电网负荷特性、促进电网安全稳定经济运行。文章首先基于已有空调负荷基本模型,从中央空调功耗特性出发,构建了中央空调调控策略及其定量决策模型;接着,基于中央空调调控策略,从调度特性指标及其量化分析与中央空调调度出力控制等方面,建立了便于调峰调度的空调负荷虚拟机组（air-conditioning load virtual power plant ,ACVPP）模型;最后,以算例仿真验证了中央空调调控策略的有效性及ACVPP模型的出力效果。     

基于模糊线性规划的居民直接负荷控制

根据模糊数学原理,对求解直接负荷控制的一种线性规划数学模型进行了改进。结合实际情况,引入了隶属度函数,以削减系统峰荷为目标函数,选取了电热水器和空调2种典型的居民可控负荷,同时采用了全时段、单时段、两时段3种控制策略进行控制,提出了一种模糊线性规划数学模型来求解居民直接负荷控制问题。以某市夏季的典型日负荷作为算例验证了该模型的可行性。     

空调聚合商参与下的负荷控制与配电网重构

空调负荷的激增降低了配电网运行安全裕度,空调负荷聚合商已成为参与分散式温控负荷控制的新兴商业模式。文中提出面向聚合商参与的配电网温控负荷控制与运行重构策略模型,通过运行方式调整和负荷响应调节,耦合作用于系统安全运行。其中,不同聚合商以空调负荷调节协议方式集中管理温控负荷资源,并以分段报价方式争取市场利益;配电公司以最小化结算成本为目标,统筹多时段运行重构和负荷控制决策。通过凸规划方法进行约束条件等效,利用Mosek求解处理后混合整数二阶锥规划模型,确保了策略的计算效率。采用改进的IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的适用性与有效性。     

冷热电三联供系统移峰填谷作用分析——以上海世博后续开发A片区为例简

对电力负荷现状进行调研,分析了区域型三联供系统的系统特点及其对电网移峰填谷的作用,以世博再开发A片区三联供系统为例,对其各环节对电网移峰填谷的贡献进行了分析。区域型冷热电三联供系统可有效降低空调电力负荷需求,缩小电力负荷的峰谷差值,对我国电网安全运行有着重要的意义。     

Two methods for assessing local control of residential air conditioners from load survey data

In this paper two methods are presented for analyzing load survey data. They are applied to data collected over a two-year period by Kansas City Power & Light (KCPL) for evaluation of the effectiveness of local control on reducing peak residential air-conditioning demand. The first method is the Wilcoxon rank-sum statistical approach, a very powerful method for comparing small data sets typical of those encountered in this load study. The second method is a simulation technique wherein the effect of local air-conditioner control on peak demand is estimated from measured uncontrolled demand data and the operating characteristics of the control device. The results obtained from both the methods for the KCPL study reported here are found to be close to one another.     

考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率模型

大规模聚合空调负荷可通过需求响应改变其聚合功率,在削峰填谷、平衡新能源波动和提供辅助服务等方面可以发挥重要作用。建立能够描述空调负荷聚合特性的模型对电网调度而言具有实际意义。相较于对独立空调负荷模型的广泛研究,针对空调负荷聚合模型的研究相对滞后且建模时对参数的要求较高。文中以调节空调温度设定值的方法为基础,在考虑室外环境温度变化和用户调节行为随机性的背景下,基于状态队列模型的思路建立了简化的空调负荷聚合功率模型,能够有效减少调度时计算量和实时通信压力。通过仿真分析验证了该模型在电网应用中的准确性和可行性。