【摘 要】
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随着电力需求的不断增长,电力系统在高峰负荷时段时常出现出力不足的问题,此时如何有效维持电网安全稳定性运行成为了亟待解决的重要问题。空调作为高峰负荷的重要来源,通过需求响应的方式对其进行合理控制,对缓解电网运行压力起到重要作用。现有空调需求响应控制策略大多基于空调的状态队列模型展开,模型需要对于空调运行状态进行实时监控分析,控制成本较高,且不能快速响应负荷的变化要求。为此,本文提出了聚合空调参与需求
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随着电力需求的不断增长,电力系统在高峰负荷时段时常出现出力不足的问题,此时如何有效维持电网安全稳定性运行成为了亟待解决的重要问题。空调作为高峰负荷的重要来源,通过需求响应的方式对其进行合理控制,对缓解电网运行压力起到重要作用。现有空调需求响应控制策略大多基于空调的状态队列模型展开,模型需要对于空调运行状态进行实时监控分析,控制成本较高,且不能快速响应负荷的变化要求。为此,本文提出了聚合空调参与需求响应的温度排队控制策略,并对于空调参与需求响应的特定应用场景进行了分析。完成的主要工作如下:（1）搭建了定频空调与变频空调的单机及聚合模型,从室内温度、压缩机运行状况以及消耗电功率出发,对各类型空调的基本运行情况进行了定量与定性的分析。分析了室外温度、设定温度以及空调外特性参数等因素对于空调运行特性的影响。（2）分析了空调参与需求响应的控制流程,提出了考虑用户参与意愿的空调负荷需求响应模式。分别对于各类型空调进行了简单直接负荷控制,分析了其需求响应功率特性,并对于理论需求响应潜力进行了计算。（3）对于聚合空调集中控制所产生的负荷反弹现象,提出了聚合空调温度排队控制策略,选取遗传算法作为求解工具,并对用户舒适度、需求响应时段、负荷变化速率以及负荷反弹程度进行了约束,算例结果表明,提出的温度排队控制策略可以在保证目标需求响应量的前提下实现负荷反弹的抑制。（4）将调节微电网频率波动作为空调参与需求响应典型应用场景,选取变频空调作为控制对象,选择分层调节的控制策略,采取下垂控制与PI控制相结合的二次调频方式,并进行了算例分析。结果表明,通过温度排队控制策略控制变频空调参与需求响应,可以有效减小微电网频率波动程度。（5）搭建了基于MATLAB与GridLAB-D联合调用的需求响应仿真平台,以GUI界面形式直观展现了GridLAB-D强大的性能,平台实现了不同规模电网需求响应的仿真功能。算例中实现了空调负荷在直接负荷控制及分时电价下的仿真分析,验证了温度排队策略的有效性。
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