CN105958513B - 一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 - Google Patents
一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105958513B CN105958513B CN201610278735.XA CN201610278735A CN105958513B CN 105958513 B CN105958513 B CN 105958513B CN 201610278735 A CN201610278735 A CN 201610278735A CN 105958513 B CN105958513 B CN 105958513B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hvac system
- power
- hvac
- temperature
- vir
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于HVAC***的区域电网功率动态平衡的方法,所述方法包括如下步骤:(1)通过***频率信号识别区域电网功率需求;(2)根据HVAC***储能调节模型对HVAC负荷进行动态分类,通过计算功率指标和能量指标对HVAC负荷响应能力进行评估;(3)根据HVAC***功率调节模型调节HVAC负荷功率,通过控制HVAC负荷开关状态调整负荷功率,响应区域电网功率需求。本发明充分利用在电力***中广泛接入的HVAC***支撑区域电网功率平衡。在区域电网出现功率不平衡时,能够通过动态调整HVAC***开关状态控制负荷功率,响应区域电网功率需求,维持区域电网频率稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网动态平衡方法,具体涉及一种基于HVAC***的区域电网功率动态平衡的方法。
背景技术
随着可再生能源入网规模的不断扩大,传统***功率平衡调节手段难以有效抑制可再生能源大出力随机变化引起的频率波动,由此导致电网旋转备需求量增多,***运行经济性降低的问题。HVAC***具有响应快速、可控性强、应用范围广的特征,是一种典型的用户侧冷热电混合能源。HVAC***有较大的热力学调节范围,短时间内开关状态的变化不会影响用户的正常使用和舒适度。因而本文选择HVAC***作为控制对象,借助HVAC***冷热电混合能源的互补替代能力参与***功率平衡控制。基于高级通信、控量测***以及智能制终端设备,区域电网可以改变HVAC***的运行状态,从而使HVAC***参与到***的功率平衡调节中。当前研究缺乏对HVAC***储能调节潜力的清晰定义与分析,无法有效指导功率的调节过程。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种基于HVAC***的区域电网功率动态平衡的方法。本发明充分利用在电力***中广泛接入的HVAC***支撑区域电网功率平衡。
为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:
一种基于HVAC***的区域电网功率动态平衡的方法,所述方法包括如下步骤:
(1)通过***频率信号识别区域电网功率需求;
(2)根据HVAC***储能调节模型对HVAC负荷进行动态分类,通过计算功率指标和能量指标对HVAC负荷响应能力进行评估;
(3)根据HVAC***功率调节模型调节HVAC负荷功率,通过控制HVAC负荷开关状态调整负荷功率,响应区域电网功率需求。
优选的,所述步骤(2)包括如下步骤:
步骤2-1、对单台HVAC***进行动态建模:
用状态空间表达式描述HVAC等效简化热力学参数模型,公式如下:
式中:θroom为电热泵调节的室内温度;C、R、Q分别代表等值热电容、等值热电阻、等值热比率;θout为室外温度;t为模型仿真时刻;Δt为计算时间步长;为下一时刻的室内温度;为下一时刻的室外温度;Δθ为室内外温度差值;
步骤2-2、定义所述HVAC***储能调节模型功率参数和能量参数;所述功率参数包括所述HVAC***储能调节模型的当前充电功率Pvir;所述能量参数包括所述HVAC***储能调节模型向电网反供的能量Evir和电网向储能***充入的能量E′vir;
步骤2-3、根据HVAC***的当前温度Tr将HVAC***动态分为可控单元和不可控单元;
步骤2-4、整定所述HVAC储能调节模型功率参数;
步骤2-5、整定所述HVAC储能调节模型能量参数。
优选的,所述步骤2-3中,所述所述可控单元是指在某一时刻t,所述HVAC***通过控制来改变开关状态;所述不可控单元是指在某一时刻t所述HVAC***的开关状态由于用户温度约束不能改变;
设研究对象为n台HVAC***,所述HVAC***的温度设定值为T,耗电功率为P,当前温度值为Tr,温度上界为T+,温度下界为T-,频率偏移量为Δf,在控制过程中温度上界的最大值为T+max,最小值为T+min,温度下界的最大值为T-max,最小值为T-min,HVAC***的开关状态为s,s的取值为0表示关断,取值为1表示打开:
当T∈[T-max,T+max],若设备处于开启状态,则归为可控单元;若设备处于关断状态,则归为不可控单元;
当T∈[T+min,T-max],则设备归为可控单元;
当T∈[T-min,T+min],若设备处于开启状态,则归为不可控单元;若设备处于关断状态,则归为可控单元。
优选的,所述HVAC***负荷类型为制热型,温度设定满足T+max∈[29℃,30℃],最
小值为∈[28℃,29℃],T-max∈[25℃,26℃],T-min∈[24℃,25℃]。
优选的,整定所述功率参数的方法如下:
设在t时刻有mt台HVAC***是可控单元,可控单元中第j台HVAC***,若sj=0,则Pvir_j=0;若sj=1,则Pvir_j=P;
则mt台HVAC***总的储能充电功率的公式为:
式中,Pvir_j为第j台HVAC***的充电功率,sj第j台HVAC***的开关状态,Pvir_sum为mt台HVAC***的总充电功率;
mt台HVAC***的总储能充电功率的动态上边界的公式为:
Pvir_sum_max=mtP (4)
式中,P为耗电功率;Pvir_sum_maxmt台HVAC***的总储能充电功率的动态上边界;
下边界为0,即所有HVAC***都处于关断状态。
优选的,所述步骤2-5中,整定所述能量参数的方法如下:
步骤2-5-1、设第i台HVAC***,其开关状态si,由于一台HVAC***状态由打开变为关断等效为向***反供电,因此若si为0,则Evir_r=0;
步骤2-5-2、判断第i台HVAC***的当前温度T:
若T>T-max,则E′vir_i=0
若T<T-max,则E′vir_i=Pto
式中to为第i台HVAC***打开时,温度从当前温度值Tr上升至T+max所用的时间;
若为si为1。考虑当前温度T。
若T<T+min,则Evir_i=0;
若T>T+min,则Evir_i=Pt′o;
式中,t′o为设备关断时,温度从当前温度值Tr下降至T-min所用的时间;
则n台HVAC***总的能量参数为:
式中,Evir_sum为n台HVAC***向电网反供的能量,Evir_i为第i台HVAC***向电网反供的能量,E′vir_sum为电网向n台HVAC***充入的能量,E′vir_i为电网向第i台HVAC***充入的能量。
优选的,所述步骤(3)包括如下步骤:
步骤3-1、确定HVAC***的状态调节约束,所述HVAC***的稳定设定值基于用户温度舒适度的要求范围,制热型HVAC***负荷,设定范围是[26℃,28℃];
步骤3-2、根据电力***频率f的动态变化,在控制死区的宽度不变时,HVAC***的温度上下界即开关状态变化的触发温度也会随***频率动态变化,通过调节状态处于开和关的HVAC***在负荷集群中所占的比例,改变HVAC***群体总负荷功率量;
步骤3-3、动态改变***负荷,维持***发出的有功功率和负荷之间的平衡关系,公式如下:
ΔT=kf(fm-fr) (7)
T′+=T++ΔT (8)
T′-=T-+ΔT (9)
式中,fm为电力***频率的本地测量值;fr为***额定频率;ΔT为HVAC***设定值的变化量,T′+和T′-为经过控制后的HVAC***开关状态变化触发温度;kf为HVAC***触发温度变化量与电网频率变化量之间的系数。kf的值越大,ΔT也越大,HVAC负荷集群的频率调节能力越强,调频效果越好,但用户舒适度越低;反之亦然。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明充分利用在电力***中广泛接入的HVAC***支撑区域电网功率平衡。在区域电网出现功率不平衡时,能够通过动态调整HVAC***开关状态控制负荷功率,响应区域电网功率需求,维持区域电网频率稳定。相对于传统的负荷功率控制,一方面施加了用户舒适度约束,在控制过程中不影响用户的正常使用,另一方面用功率参数、能量参数刻画了HVAC***的储能调节特性,能够实时动态评估HVAC***为区域电网提供功率响应的能力。
附图说明
图1是本发明提供的一种利用HVAC***储能调节能力的区域电网功率动态平衡方法的流程图
图2是本发明提供的HVAC***可控性动态分类示意图
图3是本发明提供的HVAC***触发温度调节随频率变化示意图
图4是本发明提供的区域电网频率功率调节模型图
图5是本发明提供的区域电网风机出力变化波形图
图6是本发明提供的区域电网频率波动图
图7是本发明提供的区域电网***频率概率分布图
图8是本发明提供的区域电网传统发电机出力变化曲线图
图9是本发明提供的区域电网传统发电机出力变化概率分布图
图10是本发明提供的区域电网HVAC***储能调节模型功率的曲线图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所要解决的技术问题主要是结合HVAC***电冷热转换的动态特征与用户温度舒适度需求,获得HVAC***的储能调节潜力,进而发明一种利用HVAC***储能调节能力的区域电网功率动态平衡方法本发明有2个子模块:HVAC***储能调节模型,HVAC***功率调节模型。
模块1:结合HVAC***电冷热转换的动态特征与用户温度舒适度需求,构建HVAC***储能调节模型;
模块2:根据HVAC***的储能调节能力,构建基于HVAC***功率调节模型。该模型通过采集***频率信号以获取区域电网***功率动态平衡状态,进而建立频率与HVAC负荷触发温度之间的数学联系,通过调整HVAC***的触发温度值实现区域电网的功率动态平衡。
如图1所示,一种利用HVAC***储能调节能力的区域电网功率动态平衡方法,具体步骤如下:
步骤1、通过***频率信号识别区域电网功率需求;
步骤2、根据HVAC***储能调节模型对HVAC负荷进行动态分类,通过计算功率指标和能量指标对HVAC负荷响应能力进行评估;
步骤2-1、对单台HVAC***进行动态建模:
用状态空间表达式描述HVAC等效简化热力学参数模型,公式如下:
式中:θroom为电热泵调节的室内温度;C、R、Q分别代表等值热电容、等值热电阻、等值热比率;θout为室外温度;t为模型仿真时刻;Δt为计算时间步长;为下一时刻的室内温度;为下一时刻的室外温度;Δθ为室内外温度差值;
步骤2-2、定义所述HVAC***储能调节模型功率参数和能量参数;所述功率参数包括所述HVAC***储能调节模型的当前充电功率Pvir;所述能量参数包括所述HVAC***储能调节模型向电网反供的能量Evir和电网向储能***充入的能量E′vir;
步骤2-3、HVAC***可控性动态分类:
设研究对象为n台HVAC***。在区域电网功率调节过程中,根据HVAC***的当前温度Tr将HVAC***动态的分为可控单元和不可控单元。这里可控单元是指在某一时刻t,该HVAC***可以通过控制来改变开关状态。若在该时刻HVAC***的开关状态由于用户温度约束不能改变,该HVAC***为不可控的。一台HVAC***的温度设定值为T,耗电功率为P,当前温度值为Tr,温度上界为T+,温度下界为T-。频率偏移量为Δf在控制过程中温度上界的最大值为T+max,最小值为T+min,温度下界的最大值为T-max,最小值为T-min。HVAC***的开关状态为s,s的取值为0表示关断,取值为1表示打开。
当T∈[T-max,T+max],若设备处于开启状态,则归为可控单元;若设备处于关断状态,则归为不可控单元;
当T∈[T+min,T-max],则设备归为可控单元;
当T∈[T-min,T+min],若设备处于开启状态,则归为不可控单元;若设备处于关断状态,则归为可控单元;
对于制热型HVAC负荷,温度设定一般满足T+max∈[29℃,30℃],最小值为∈[28℃,29℃],T-max∈[25℃,26℃],T-min∈[24℃,25℃]。
如图2所示,向上箭头表示温度上升,即HVAC***处于打开状态;向下箭头表示HVAC***处于关断状态。黑色圆点表示可控设备,灰色圆点表示不可控设备。从图2中可以看出,在某一时刻,满足T-max<Tr<T+max且状态为关断的设备为不可控的;满足T-min<Tr<T+min且状态为打开的设备也是不可控的。除此之外的HVAC***均为可控的。
步骤2-4、整定所述HVAC储能调节模型功率参数;
设在t时刻有mt台HVAC***是可控的。考虑第j台可控HVAC***,若sj=0,则Pvir_j=0;若sj=1,则Pvir_j=P。
则群体HVAC***总的储能充电功率为公式(3):
***总储能充电功率的动态上边界为(4):
Pvir_sum_max=mtP (4)
下边界为0,即所有HVAC***都处于关断状态。
步骤2-5、整定所述HVAC储能调节模型能量参数。
对于第i台HVAC***,首先考虑其开关状态si。因为一台HVAC***状态由打开变为关断等效为向***反供电,因而若si为0,则Evir_r=0;接下来考虑这台设备的当前温度T。
若T>T-max,则E′vir_i=0;
若T<T-max,则E′vir_i=Pto;
上式中to为该HVAC***打开时,温度从Tr上升至T+max所用的时间。
若为si为1。考虑当前温度T。
若T<T+min,则Evir_i=0;
若T>T+min,则Evir_i=Pt′o;
式中,t′o为设备关断时,温度从Tr下降至T-min所用的时间。
则群体HVAC***总的能量参数为(5)~(6):
整定了将HVAC***集群作为储能调节模型时的相关参数。这样一个时变的储能调节模型从储能的角度直观的描述了任意时刻HVAC***集群的功率响应能力。
步骤3、根据HVAC***功率调节模型调节HVAC负荷功率,通过控制HVAC负荷开关状态调整负荷功率,响应区域电网功率需求。
步骤3-1、确定HVAC***的状态调节约束,所述HVAC***的稳定设定值基于用户温度舒适度的要求范围,制热型HVAC***负荷,设定范围是[26℃,28℃];
步骤3-2、根据电力***频率f的动态变化,在控制死区的宽度不变时,HVAC***的温度上下界即开关状态变化的触发温度也会随***频率动态变化,通过调节状态处于开和关的HVAC***在负荷集群中所占的比例,改变HVAC***群体总负荷功率量;
步骤3-3、动态改变***负荷,维持***发出的有功功率和负荷之间的平衡关系,公式如下:
ΔT=kf(fm-fr) (7)
T′+=T++ΔT (8)
T′-=T-+ΔT (9)
式中,fm为电力***频率的本地测量值;fr为***额定频率;ΔT为HVAC***设定值的变化量,T′+和T′-为经过控制后的HVAC***开关状态变化触发温度;kf为HVAC***触发温度变化量与电网频率变化量之间的系数。kf的值越大,ΔT也越大,HVAC负荷集群的频率调节能力越强,调频效果越好,但用户舒适度越低;反之亦然。
如图3所示,白色的圆点表示处于打开状态的HVAC***,灰色圆点表示处于关断状态的HVAC***。T+max为控制过程中设备温度上界T+的最大值,T-min为温度下界T-的最小值。从图3中可以看出,基于HVAC***储能调节能力的功率调节模型可以实现在频率波动时,改变处于打开或是关断状态的HVAC***在集群中所占的比例,从而改变整个HVAC集群的大小,使区域电网功率的供需趋于平衡,以达到抑制可再生能源并网造成的功率不平衡问题。
应用本发明对含大规模可再生能源的区域电网进行功率平衡调节。
本文采用图4所示的电力***频率控制模型进行仿真。该模型为某区域电网简化模型,用于动态功率调节(调频)的研究。发电***等值模型包含调速器和原动机等值模型以及代表一次调频、二次调频的反馈环节,其中,TG、TT分别为调速器、原动机时间常数,用来描述二者的时间特性。为了实现稳定的转速调节,在调速器、原动机之间引入暂态下垂补偿环节,用超前-滞后传递函数来表示,其中T1、T2为超前、滞后时间常数;ΔPm为机械功率变化量。2个反馈信号分别代表机组自身的一次调频、二次调频作用。一次调频中,R为机组调差系数,实现频率的有差控制。二次调频中,引入积分环节实现误差控制,kE为机组二次调频响应系数。负荷模块用来描述***负荷的频率响应性,其中D为荷机械阻尼功率。仿真参数选取如表1所示。
表1仿真参数
参数 | 数值 |
R<sub>m</sub>/p.u. | -0.09 |
T<sub>G</sub>/s | 0.2 |
T<sub>1</sub>/s | 2 |
T<sub>2</sub>s | 12 |
T<sub>T</sub>s | 0.3 |
H<sub>eq</sub>/s | 4.44 |
D/p.u. | 1.0 |
在图4中,新能源发电模块模拟大规模新能源并网给***带来的功率扰动,用ΔP表示。仿真控制对象为5万台功率和初始温度设定值相同的HVAC***,初始温度和单位时间内的温度变化满足均匀分布。在功率扰动下,***产生频率偏差,用Δf表示。HVAC***通过采集***频率信号动态调整开关状态,负荷集群为电力***提供调频功率ΔPHVAC。为了说明本发明的优势,通过对比含HVAC***动态功率调节策略的与不含HVAC***动态功率调节策略的***频率偏差波动曲线来显示功率调节策略所带来的调频效果。
间歇性新能源出力波动曲线如图5所示,利用该曲线模拟大规模风电并网对区域电网功率平衡造成的影响。风机出力波动作为功率扰动影响***的供需平衡,造成较大的***频率波动。在此情况下,仿真验证HVAC***为电网提供的动态功率调节的服务效果。
***频率调节响应情况如图6所示。***的频率振荡是由大规模间歇性风电并网引起的。在没有HVAC***参与***功调节的情况下,***频率波动较大;在有HVAC***参与到***频率控制之后,频率波动得到了有效抑制。如图7所示,从概率统计的角度更加直观的表现了这一效果。没有HVAC***参与***频率控制时,频率的概率分布较为分散;在有HVAC***参与的情况下,频率的概率分布主要集中在50Hz附近。这说明***功率供需不平衡得到了抑制。
传统发电机出力变化如图8所示,在没有对HVAC***进行动态频率控制的情况下,传统发电机需以较大的出力变化来平抑新能源出力波动,其运行经济性受到较大影响。在对HVAC***进行功率响应控制后,HVAC***通过动态调整总用电功率,能够在一定程度上平抑间歇性新能源出力波动,支撑***功率平衡。图9通过概率统计的方式更直观地表现了HVAC***减少传统发电机出力波动的效果。
本发明提出了HVAC***储能调节模型构建方法。其中,储能调节模型的功率参数Pvir_sum及其上下边界值Pvir_sum_max、Pvir_sum_min可以共同描述HVAC***集群的功率调节响应能力。HVAC***储能调节模型功率参数的变化曲线,如图10所示。
从图10可以看出,HVAC***储能调节模型充电功率Pvir_sum在调节过程中会碰到上下边界。
(1)HVAC***储能调节模型充电功率曲线触碰到上界,此时所有可控HVAC***均为打开状态,HVAC***集群此时不具备下调频能力;即若此时***频率偏差为正,无法通过对HVAC***集群的控制使频率减小。
(2)HVAC***储能调节模型充电功率曲线碰到下界,此时所有的可控HVAC***均为关断状态,HVAC***集群不具备上调频能力。
以上所述仅是本发明的一个应用场景,总之,HVAC***集群的充电功率变化可以反映其功率调节响应能力。在利用HVAC***进行区域电网功率平衡调节之前,应首先确定HVAC***的合适的数量和大小,完成HVAC***储能调节模型的建模。HVAC***储能调节模型充电功率在频率控制中应避免碰到上、下边界,即始终保持一定的上调频和下调频能力。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于HVAC***的区域电网功率动态平衡的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)通过***频率信号识别区域电网功率需求;
(2)根据HVAC***储能调节模型对HVAC负荷进行动态分类,通过计算功率指标和能量指标对HVAC负荷响应能力进行评估;
(3)根据HVAC***功率调节模型调节HVAC负荷功率,通过控制HVAC负荷开关状态调整负荷功率,响应区域电网功率需求;
所述步骤(2)包括如下步骤:
步骤2-1、对单台HVAC***进行动态建模:
用状态空间表达式描述HVAC等效简化热力学参数模型,公式如下:当HVAC***关断时:
当HVAC***开启时:
式中:θroom为电热泵调节的室内温度;C、R、Q分别代表等值热电容、等值热电阻、等值热比率;θout为室外温度;t为模型仿真时刻;Δt为计算时间步长;为下一时刻的室内温度;为下一时刻的室外温度;Δθ为室内外温度差值;
步骤2-2、定义所述HVAC***储能调节模型功率参数和能量参数;所述功率参数包括所述HVAC***储能调节模型的当前充电功率Pvir;所述能量参数包括所述HVAC***储能调节模型向电网反供的能量Evir和电网向储能***充入的能量E′vir;
步骤2-3、根据HVAC***的当前温度Tr将HVAC***动态分为可控单元和不可控单元;
步骤2-4、整定所述HVAC***储能调节模型功率参数;
步骤2-5、整定所述HVAC***储能调节模型能量参数;
所述步骤2-5中,整定所述能量参数的方法如下:
步骤2-5-1、设第i台HVAC***,其开关状态si,由于一台HVAC***状态由打开变为关断等效为向***反供电,因此若si为0,则Evir_i=0;
判断第i台HVAC***的当前温度T:
若T>T-max,则E'vir_i=0
若T<T-max,则E'vir_i=Pto
式中to为第i台HVAC***打开时,温度从当前温度值Tr上升至T+max所用的时间;
步骤2-5-2、若为si为1,考虑当前温度T,
若T<T+min,则Evir_i=0;
若T>T+min,则Evir_i=Pt'o;
式中,t'o为设备关断时,温度从当前温度值Tr下降至T-min所用的时间;式中,在控制过程中温度上界的最大值为T+max,最小值为T+min,温度下界的最大值为T-max,最小值为T-min;
则n台HVAC***总的能量参数为:
式中,Evir_sum为n台HVAC***向电网反供的能量,Evir_i为第i台HVAC***向电网反供的能量,E′vir_sum为电网向n台HVAC***充入的能量,E′vir_i为电网向第i台HVAC***充入的能量。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤2-3中,所述可控单元是指在某一时刻t,所述HVAC***通过控制来改变开关状态;所述不可控单元是指在某一时刻t所述HVAC***的开关状态由于用户温度约束不能改变;
设研究对象为n台HVAC***,所述HVAC***的温度设定值为T,耗电功率为P,当前温度值为Tr,温度上界为T+,温度下界为T-,频率偏移量为Δf,在控制过程中温度上界的最大值为T+max,最小值为T+min,温度下界的最大值为T-max,最小值为T-min,HVAC***的开关状态为s,s的取值为0表示关断,取值为1表示打开:
当T∈[T-max,T+max],若设备处于开启状态,则归为可控单元;若设备处于关断状态,则归为不可控单元;
当T∈[T+min,T-max],则设备归为可控单元;
当T∈[T-min,T+min],若设备处于开启状态,则归为不可控单元;若设备处于关断状态,则归为可控单元。
3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,所述HVAC***负荷类型为制热型,温度设定满足T+max∈[29℃,30℃],T+min为∈[28℃,29℃],T-max∈[25℃,26℃],T-min∈[24℃,25℃]。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤2-4中,整定所述功率参数的方法如下:
设在t时刻有mt台HVAC***是可控单元,可控单元中第j台HVAC***,若sj=0,则Pvir_j=0;若sj=1,则Pvir_j=P;
则mt台HVAC***总的储能充电功率的公式为:
式中,Pvir_j为第j台HVAC***的充电功率,sj第j台HVAC***的开关状态,Pvir_sum为mt台HVAC***的总充电功率;
mt台HVAC***的总储能充电功率的动态上边界的公式为:
Pvir_sum_max=mtP (4)
式中,P为耗电功率;Pvir_sum_maxmt台HVAC***的总储能充电功率的动态上边界;
下边界为0,即所有HVAC***都处于关断状态。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤(3)包括如下步骤:
步骤3-1、确定HVAC***的状态调节约束,所述HVAC***的稳定设定值基于用户温度舒适度的要求范围,制热型HVAC***负荷,设定范围是[26℃,28℃];
步骤3-2、根据电力***频率f的动态变化,在控制死区的宽度不变时,HVAC***的温度上下界即开关状态变化的触发温度也会随***频率动态变化,通过调节状态处于开和关的HVAC***在负荷集群中所占的比例,改变HVAC***群体总负荷功率量;
步骤3-3、动态改变***负荷,维持***发出的有功功率和负荷之间的平衡关系,公式如下:
ΔT=kf(fm-fr) (7)
T′+=T++ΔT (8)
T′-=T-+ΔT (9)
式中,fm为电力***频率的本地测量值;fr为***额定频率;ΔT为HVAC***设定值的变化量,T+'和T-'为经过控制后的HVAC***开关状态变化触发温度;kf为HVAC***触发温度变化量与电网频率变化量之间的系数;kf的值越大,ΔT也越大,HVAC负荷集群的频率调节能力越强,调频效果越好,但用户舒适度越低;反之亦然。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610278735.XA CN105958513B (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610278735.XA CN105958513B (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105958513A CN105958513A (zh) | 2016-09-21 |
CN105958513B true CN105958513B (zh) | 2022-04-05 |
Family
ID=56916390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610278735.XA Active CN105958513B (zh) | 2016-04-28 | 2016-04-28 | 一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105958513B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107449100A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-12-08 | 国网江苏省电力公司南京供电公司 | 基于分布式架构的中央空调柔性调峰远程控制方法 |
CN110416991B (zh) * | 2019-08-13 | 2023-04-28 | 国网河南省电力公司经济技术研究院 | 一种模块化多端柔性直流微电网组网及其分层控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102593873A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-18 | 天津大学 | 一种微网联络线功率波动平滑控制方法 |
CN103178533A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-26 | 天津大学 | 温控负荷的变参与度频率控制方法及控制器 |
CN104699051A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 天津大学 | 一种温控设备需求响应控制方法 |
CN105071415A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-18 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 微网能量调节方法及*** |
CN105356491A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-02-24 | 天津大学 | 一种基于储能和虚拟储能最优控制的功率波动平抑方法 |
-
2016
- 2016-04-28 CN CN201610278735.XA patent/CN105958513B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102593873A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-18 | 天津大学 | 一种微网联络线功率波动平滑控制方法 |
CN103178533A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-26 | 天津大学 | 温控负荷的变参与度频率控制方法及控制器 |
CN104699051A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 天津大学 | 一种温控设备需求响应控制方法 |
CN105071415A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-11-18 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 微网能量调节方法及*** |
CN105356491A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-02-24 | 天津大学 | 一种基于储能和虚拟储能最优控制的功率波动平抑方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
考虑用户舒适约束的家居温控负荷需求响应和能效电厂建模;王丹;《中国电机工程学报》;20140505;第34卷(第13期);第2071-2077页,参见第2-4章 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105958513A (zh) | 2016-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jiang et al. | Coordinated control of air-conditioning loads for system frequency regulation | |
CN110492498B (zh) | 一种基于双层控制的温控负荷参与电力***一次调频方法 | |
CN109799851B (zh) | 一种基于负荷簇温度调控的用户侧负荷响应方法 | |
CN109103893B (zh) | 一种集群温控负荷参与电网agc的辅助调频方法 | |
CN111555304B (zh) | 一种面向电网调频服务的空调负荷虚拟储能调度方法 | |
CN112803446B (zh) | 基于客户侧需求响应的多能优化控制方法及控制*** | |
Wang et al. | Optimal coordination control strategy of hybrid energy storage systems for tie-line smoothing services in integrated community energy systems | |
CN110729726B (zh) | 一种智慧社区能量优化调度方法和*** | |
CN109245134B (zh) | 基于虚拟模糊自适应调控算法的混合储能调度方法及*** | |
WO2023160110A1 (zh) | 一种集群温控负荷***调频方法、***、电子设备及存储介质 | |
CN106972497B (zh) | 空调负荷群分散调制策略的概率模型建立与求解方法 | |
CN110739699B (zh) | 一种基于空调的配电网调压方法 | |
CN103293961B (zh) | 一种基于需求响应控制的能效电厂建模和集成方法 | |
CN105958513B (zh) | 一种基于hvac***的区域电网功率动态平衡的方法 | |
CN108683195B (zh) | 一种温控负荷参与电力***调频的方法 | |
CN112186783B (zh) | 一种温控负荷集群控制方法 | |
CN112993987A (zh) | 一种有功可调节容量协同的电解铝负荷协调电网控制方法 | |
Wang et al. | A Data-driven Control Method for Operating the Commercial HVAC Load as a Virtual Battery | |
Ma et al. | Controller design and parameter optimization of aggregated thermostatically controlled loads for frequency regulation | |
CN109524973A (zh) | 一种基于负荷调节裕度指标的负荷主动管理方法及装置 | |
CN112310969A (zh) | 一种区域用户供电方法 | |
Yazdkhasti et al. | Using a cluster-based method for controlling the aggregated power consumption of air conditioners in a demand-side management program | |
Wen et al. | A joint strategy of air-conditioning and electrolytic aluminum participating in primary frequency modulation | |
CN109190988A (zh) | 一种实现温控负荷最优协同的需求侧响应博弈方法 | |
Udoy et al. | Rate of Change of Frequency (RoCoF) Improvement of Low Inertia Power System by Using Refrigerated Warehouse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |