居民空调负荷调控系统的通信组网方案

居民空调负荷调控是指在用电高峰时段对居民空调进行远程控制,抑制空调负荷,以减缓电网峰时运行压力。在居民空调负荷调控系统中,通信网络起到提供信息传输通道的作用,是系统重要组成部分。结合居民空调负荷调控系统的业务需求和应用场景,从实用性和安全性角度出发,设计了一套适用于居民空调负荷调控系统的通信组网方案,保证居民用电信息和负荷控制信息的安全可靠传输,实现了居民空调的负荷调控。     

美国居民空调直接负荷控制项目负荷削减评估方法研究

直接负荷控制DLC作为一种重要的激励型需求响应技术,对提高电力系统经济和安全运行有着积极作用。通信技术、负荷控制技术的发展和空调负荷的逐年增加使居民空调DLC的削负荷潜力不断增大,电力市场改革使得DLC的用途更加广泛,而评估DLC的负荷削减效果是DLC实施的基础。本文介绍了美国用于评估居民空调DLC负荷削减效果的两种方法,并以PJM和加州为例分析了目前主流的基于回归分析的评估方法,得出了其实施流程和特点。     

精准负荷控制系统的快速通信接口方案设计

分析了多直流馈入电网精准切负荷系统的实时性需求、控制终端业务断面流量和现有通信接入技术,提出了骨干层基于同步数字序列(SDH)传输网、终端层基于专用光纤的多级点对点通信架构,描述了精准切负荷控制系统的通信组网方式,着重介绍了稳定控制装置STM-1通信接口、多用户共享2M通道接入等关键技术实现方案。在此基础上讨论了稳定控制装置与不同类型的负荷控制终端的通信接口设计方法,并完成了样机研制和系统验证。     

公共楼宇空调负荷参与电网虚拟调峰的思考

空调负荷参与电网调峰是未来电力需求侧管理的重要内容。公共楼宇空调系统具有负荷容量大、可调性能好以及对社会生产影响小等优点。文中分析了公共楼宇空调负荷的调峰潜力,提出了公共楼宇空调负荷参与电网虚拟调峰的基本思路。在此基础上,提出了公共楼宇空调负荷虚拟调峰具体实现方式,从下而上包含4个层面,即楼宇层、终端层、通信层和主站层。同时,给出了公共楼宇空调负荷虚拟调峰的运行方式,包括运行框架和运行流程。     

大规模空调负荷聚合建模及跟踪控制方案研究

需求响应技术可以削峰填谷,提高能源利用效率,提升电力系统稳定性。直接负荷控制通过直接控制用电负荷使得需求侧负荷变成可调用资源,是实施基于激励的需求响应的一种有效方法,实现相对容易。空调用电量大,储热、储冷能力较好,将空调在高峰时段的用电量转移到低谷时段,对用户的影响小。因此,空调能够影响总负荷曲线的峰谷差异,是重要的需求响应资源。基于此,建立了空调的热力学模型,提出了基于蒙特卡洛方法建立大规模空调负荷聚合模型,并研究了实施直接负荷控制的空调负荷跟踪控制方案,讨论了空调负荷参与需求响应的负荷削减潜力。根据负荷调峰的需求计算控制空调温度或开、关状态的参考信号,然后采用自适应爬坡控制方法,跟踪参考信号的实施情况。仿真结果表明,通过跟踪参考信号来实施空调负荷的直接负荷控制可以依据需求有效削减负荷。     

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。     

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。     

毫秒级精准负荷控制系统设计与工程应用

毫秒级精准负荷控制系统将切负荷控制方式从传统的集中切变电站负荷线路方式转变为快速精准控制用户可中断分支负荷线路。在分析现有终端接入通信技术的基础上,提出了系统的总体架构,即控制主站层、控制子站层、终端用户接入层,描述了各层级的功能定义,给出了计及直流故障落点位置和负荷分层的整体最小欠切控制策略;详细介绍了系统实现所需的关键技术:STM-1接口(155M接口)技术、多用户共享2M通道接入技术、模拟大规模可中断负荷批量切除及有序恢复的试验技术等。该技术方案已应用于江苏电网精准切负荷一期、二期工程中,现场实切试验表明满足运行要求。     

基于5G的内置型电力通信终端设计与应用

5G作为高速率、低时延、海量接入的新一代通信技术,为推进智能电网建设、加快能源转型提供了可靠的通信网络。基于5G通信,结合电网业务特点,设计一款体积小、性能高、可兼容多种电力设备的内置型电力通信终端,提出一种负荷控制业务的5G方案并进行了应用测试。测试结果表明,该5G内置型通信终端在电气性能及传输特性方面均能满足电力规范要求,能够有效承载负荷控制业务,在电力系统中有广阔的应用前景。     

计及反弹负荷平抑的空调集群直接负荷控制研究

针对传统模型对需求响应的直接负荷控制过程中,对用户空调负荷自主退出问题以及控制结束后的负荷反弹现象考虑不足等问题,研究了直接负荷控制项目的实施过程,分析了导致用户退出直接负荷控制的因素,并以负荷反弹为切入点,给出负荷削减需求结束后允许用户在一定时间内继续受控的直接负荷控制(direct load control,DLC)长控方案,并建立以需求侧实际负荷削减量与需求偏差最小为目标的直接负荷控制调度和以机组经济性为目标的供需双方协同优化调度模型.算例仿真结果表明,所提控制方案能在满足需求响应实施方的负荷削减要求、提高机组调度能力的同时有效平抑反弹负荷.     

用于削减工业园区用电功率峰值的蓄冷空调系统的动态建模和优化控制

蓄冷可以通过利用峰谷电价差,使空调系统更加经济,还可以作为一种间接蓄电措施,在峰电时段释放冷量,减少空调系统耗电,实现削减用电峰值功率的功能。对工业园区内需要24 h供冷的、包含基载的蓄冷空调系统的控制进行优化建模,在满足供冷及削峰需求条件下,以经济最优化为目标,分别针对非削峰日、2类削峰日提出相应的控制策略。并以工业园区某一水蓄冷空调系统的控制为例进行了算例分析,结果表明蓄冷空调在削峰时具有削峰幅度大、削峰时间长的优势。另外,当该日冷负荷需求越大时,2类削峰日对蓄冷空调系统运行费用的影响越大,此时可能需要增加削峰补贴电价。     

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。     

中央空调负荷直接控制策略及其可调度潜力评估

如何挖掘和评估电力系统负荷的可调度潜力是当前国内外关注的热点。选择城市负荷中比重较大的空调负荷进行研究。在用户室内温度模型的基础上,研究了空调周期性间断运行的特性;建立了考虑类周期性温度变化、中央空调用户的舒适度需求以及响应电网调度需求等多种核心影响因素的优化模型,提出了分时段的直接负荷控制策略;从削峰填谷、负荷管理、节电潜力3个层面归纳得出了一种适用于所提模型的负荷可调度潜力评估方法;构建算例对空调负荷实施优化控制、应用可调度潜力评估方法,验证所提策略与方法的有效性和可行性。     

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。     

基于队列分析的改进空调负荷控制策略及其评估

空调负荷作为电网中的重要负荷,占据了负荷高峰需求中的较大比重。由于具有能够将电能转化为热(冷)能储存在室内的特性,空调负荷在电网中的需求响应能力得到了发挥。通过分析传统空调控制策略的状态队列变化,考虑用户舒适性,计算了极限停机时间,在此基础上提出了一种对空调负荷按组进行控制的策略,降低了控制中心在空调数量较多的情况下处理温度设定数据的压力。在处理“二次峰荷”时,基于分时段改变温度区间长度的方式,进一步降低了负荷恢复时的波动峰值。最后,提出了空调控制评估指标和方法,算例仿真验证了本文改进策略具有较好的削峰能力、较小的反弹负荷波动和较少的温度设定值计算。     

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。     

考虑温度再设的暖通空调电力需求响应策略研究

近年来,空调负荷的急剧增长已经成为季节性电力紧张的最主要原因,利用空调需求响应策略,调整空调负荷对于实现电网削峰填谷有重要意义。以风机盘管加新风形式的空调系统为对象,建立其TRNSYS仿真模型,基于分时电价政策,针对温度再设需求响应策略进行研究,采用再次设定制冷区域温度和热舒适指标两种策略,对比其在需求响应期间的峰值负荷削减量和整体系统运行的费用。结果表明基于温度再设的需求响应策略峰期负荷转移率约为30.3％,基于热舒适指标控制的需求响应策略的峰期负荷转移率约为22.7％,然而,这两种策略并不能节省电费,因此,除了分时电价的优惠政策外还需要给予相应的激励措施。     

需求响应下的变频空调群组削峰方法

通过对变频空调负荷特性的研究,建立变频空调负荷模型;结合温度控制和频率控制两种方法的优点,在约定需求响应激励方案并满足用户舒适度要求的情况下,确定了一种考虑时间约束的变频空调频率控制方法;并以空调群组的削峰优化模型为基础,设计了一种直接易行的空调群组削峰控制算法。根据空调调控顺序的不同,分别达到充分利用负荷削减潜力或经济性最优两种目标,通过算例验证了所述方法的正确性和优越性,并分析比较了不同目标或因素影响下的削减效果。     

中央空调降负荷潜力建模及影响因素分析

空调负荷由于其热惯性,负荷聚合商可在较小影响用户舒适度的前提下,通过需求侧管理手段对其实施有效管理,降低电网高峰负荷。而中央空调相对于传统分体式空调具有控制手段灵活、可控性强、单体功率大等特点,其参与需求响应项目潜力巨大。文中建立了基于直接负荷控制的中央空调集群降负荷潜力模型和指定降负荷容量下中央空调集群运行方式的求解模型。通过仿真算例定量分析了需求响应事件中室内温度设定范围、需求响应事件持续时间、预制冷方式下提前通知时长、需求响应事件前后负荷增长幅度以及室外温度这5个方面的因素对中央空调集群的降负荷潜力的影响规律,为负荷聚合商将中央空调负荷纳入电网调度提供了理论依据。