PDF《空调负荷群分组控制方法》

空调负荷群分组控制方法 管国兵,辛洁晴 ( 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室( 上海交通大学) ,上海市

2 0

0 2

4 0 ) 摘要: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. 关键词:空调负荷;

热响应模型;

分组控制;

准备时间;

削峰 收稿日期:

2 0

1 5 G

0 8 G

2 2;

修回日期:

2 0

1 6 G

0 4 G

0 6. 上网日期:

2 0

1 6 G

0 8 G

2 4.

0 引言 空调是造成中国城市地区夏季高峰负荷的主要 因素, 空调降载控制对缓解夏季电力供需矛盾、 规避 为短时尖峰负荷新增电力投资的风险具 有重要意 义[

1 G 2] . 一座城市中, 无论居民空调还是商业建筑中央 空调, 其数量都是庞大的.若对每个空调用户分别 决策控制策略, 则控制逻辑复杂而不易实现.因此, 需考虑空调负荷群的合理分组和对空调聚合体的分 组控制策略.目前相关研究较少, 现有方法可归结 为如下三类.

1 ) 按可控容量平均分组.一些文献在对温变特 性相同/近的受控端探讨空调控制方式时采用了此 种分组方法.例如, 文献[

3 ] 提出了电网公司调度部 门―负荷聚合商、 负荷聚合商―空调受控端两级调度 机制, 在将减载计划分配给受控端时采用平均分组, 并要求各组制冷机累积运行―停机时间比大于一个 对各组受控端而言相同的阈值.当受控端温变特性 差异较大时, 上述方法从原理上难以良好满足各受 控端的舒适度需求;

而若要克服这点, 又需对各受控 端分别考虑运行―停机时间比约束, 产生 各受控端 不尽相同的启停方案, 增加控制的复杂度.

2 ) 按室温状态分组.N. L u等人提出状态队列 ( s t a t e G q u e u e i n g , S Q) 模型[ 4] , 其本质是将温升/降范 围等分为若干区间、 构成室温状态序列, 温升、 温降 状态数分别等于制冷机启停周期中停机期、 运行期 对应的分钟数.应用时每分钟模拟/监测一次各受 控端室温, 室温接近下界的一组停机, 接近上界的一 组开机.若各受控端的室温在允许波动范围内平均 分布, 则S Q 法可产生平稳的空调负荷;

但在从非受 控期进入受控期的初始时段里, 由于温变范围的突 然放大, 使得许多制冷机停机、 一段时间后又集中开 机, 即受控端状态多样性被打破, 从而会产生空调负 荷的大幅波动, 不利于迅速降载.对此, 有文献进行 了专门研究并提出了对策[ 5] .但是这些方法都不涉 及分组控制策略的简化, S Q 控制思想下分组数取 决于降载期温控范围, 一般达到3 0组以上.

3 ) 按受控端热响应参数聚类的方法.文献[ 6] 用等效热力学参数( e q u i v a l e n tt h e r m a lp a r a m e t e r , E T P) 模型[