一种基于温度设定值调整的聚合空调负荷调度方法

摘要

本发明公开了一种基于温度设定值调整的聚合空调负荷调度方法。该方法包括以下步骤：（1）通过双向信息通道采集各个空调聚合小组的温度设定值与室外温度预测值；（2）基于温度设定值调整估计各个空调聚合小组的负荷增/减方案；（3）获取上级调度部门下达的负荷增/减目标；（4）建立聚合空调调度决策模型并求解；（5）通过双向信息通道下达空调控制指令。本方法给出的聚合空调调度方法可以利用用户的空调设备在不影响用户舒适度的前提下为电力系统调度提供增/减负荷服务，使用户从电能使用者身变为电力系统的参与者，参与电力系统运行，同时本方法可以电网调度部门调度模式的改革提供技术指导。

主权项

一种基于温度设定值调整的聚合空调负荷调度方法，其特征在于：包括以下步骤：1)通过双向信息通道采集各个空调聚合小组的温度设定值与室外温度预测值；2)基于温度设定值调整估计各个空调聚合小组的负荷增/减方案；根据单台空调机组的等效热参数模型，空调所处房间温度、空调功率以及时间之间的关系为：$\begin{array}{cc}{T}_i^{t+1}=T_o^{t+1}-(T_o^{t+1}-T_i^t)e^{-\mathrm{\Delta t}/\mathrm{RC}}& s=0\end{array}---\left(1\right)$$\begin{array}{cc}{T}_i^{t+1}=T_o^{t+1}-\mathrm{\eta PR}-(T_o^{t+1}-\mathrm{\eta PR}-T_i^t)e^{-\mathrm{\Delta t}/\mathrm{RC}}& s=1\end{array}---\left(2\right)$式中：表示t时刻的室内温度(℃)；表示t+1时刻的室外温度(℃)；C为等效热容(J/℃),R为等效热阻(℃/W)；s为空调启停状态变量，1表示空调启动，0表示空调停止；Δt为仿真时间间隔；P为空调机组的制冷/制热功率(kW)，η为空调能效比，ηP为空调的制冷/制热量；根据上述模型与各个空调聚合小组的温度设定值以及接下来一段时间内的室外温度预测值，利用蒙特卡洛模拟可估计不做温度设定值调整的空调聚合小组的运行负荷曲线，使用表示接下来第k时段的空调聚合小组的负荷；由于目前的空调温度设定值未达到用户所能耐受的最高/最低温度，故可以进行温度设定值向上或向下调整，根据向上或向下调整温度大小的不同，可形成多种温度调整方案，每一种温度调整方案对应一种负荷增/减方案；在夏天，空调温度设定值比室外温度高，向上温度调整方案对应减负荷方案，向下温度调整方案对应增负荷方案；冬天则反之；当进行温度设定值调整后，同样利用蒙特卡洛模拟来估计各种温度调整方案下的空调聚合小组负荷曲线，使用表示在使用第j种方案进行温度调整后的第k时段的空调聚合小组负荷，这样有：$P_{j,k}=P_{j,k}^{\mathrm{change}}-P_k^{\mathrm{original}}---\left(3\right)$式中P_j,k表示在使用第j种方案进行温度调整后的第k时段的负荷增减值，也即空调聚合小组的负荷增/减方案；3)获取上级调度部门下达的负荷增/减目标；负荷聚合商需要获取上级调度分配的系统功率缺额，并制定负荷增/减目标，使用表示，假设分配的缺额一旦确定则不会发生改变，对于由其它负荷用电行为改变或发电侧突发事件导致的功率不平衡量由上级调度通过其它方法吸收；4)建立聚合空调调度决策模型并求解；聚合空调负荷调度的目标为聚合空调负荷调度结果与负荷增/减目标最相近，即：$\min \underset{t=1}{\overset{\Gamma }{\Sigma }}{(P_t^{\mathrm{dispatch}}-P_t^{t\arg \mathrm{et}})}^2---\left(4\right)$式中使用欧氏距离来表征调度结果与调度目标的相近程度，其中调度结果由下式计算：$P_t^{\mathrm{dispatch}}=\underset{i=1}{\overset{N^{\mathrm{group}}}{\Sigma }}\underset{j\in N_i^{\mathrm{plan}}}{\Sigma }{P}_{j,k}$其中$k=\underset{l=1}{\overset{t}{\Sigma }}{s}_{i,j,l}---\left(5\right)$其中，表示时段t的经过调度决策后的负荷值；表示时段t的调度决策目标负荷值；s_i,j,l表示第i个空调聚合小组，在时段l是否执行了第j个方案，若执行则值为1；N^group表示空调聚合小组总数；表示第i个空调聚合小组可行温度调节方案的集合；P_j,k表示第j个方案开始后的第k时段的负荷增减值；5)通过双向信息通道下达空调控制指令；聚合空调调度决策模型的求解结果会为每个聚合小组选择温度调整方案，同时确定该方案的开始时间，聚合空调调度中心需要将包含温度调整时间信息、温度调整方向信息以及温度调整大小信息的指令下达至空调侧。