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[摘 要] 电网的安全稳定运行是国家经济发展的基础,各个国家出台相应的要求,中国制造走向国际需了解当地的政策,符合其标准规范要求。本文针对澳洲DRED电力需求响应指令,从用电设备端的措施出发,阐述其实现流程、连接方案及其调峰策略。
[关键词]:电力需求响应;澳洲DRED;调峰;用电设备
1引言
用电往往有高峰期和低谷期,电量不平衡,特别是高峰期电网用电设备的使用负荷加大,为保障电网的稳定运行,需要对用电设备进行合理调峰降低功率,保障电网安全。为此,各个国家出台相应的调峰措施来解决该问题,其中澳洲出台了DRED指令,电网采用该控制系统发送信号给用电设备,用电设备通过检测接收特定装置(以下称DRED装置)信号状態,采取不同的控制策略调整本身的功率消耗,从而达到降低电网负荷,节能省电的目的,本文以空调设备为例,阐述用电设备的实现方式和要求。
2 主要参与者及其流程
按照电网调峰的执行过程,主要有以下流程:
其中电网电力调峰需求,DRED装置由电网方面提供,本文主要阐述做为设备厂商配合电网需要采取的措施和要求。
3 设备连接与定义
用电设备按照下图要求与DRED装置进行连接,每种模式通过对应的通道进行连接。
采用RJ45通讯线连接用电设备和DRED装置,各个连接引脚定义如下:
4 用电设备
4.1 用电设备通过RJ45通讯线与DRED装置相连,接收通道1、2、3不同的信号并进行解析,执行相应调峰模式,达到降低功率的要求:
DRM1:在收到来自通道1运行指令时,设备应在规定的时间内进行停机操作:其中定速空调不能低于3分钟,其他空调不能低于1分钟;若接收指令期间设备处于保护状态,则退出保护后应立即进行关机操作;执行该模式下应保证压缩机已经停机。
DRM2:在收到来自通道2运行指令时,设备进行调节降低功率,确保30分钟内的耗电量小于等于50%额定耗电量。
DRM3:在收到来自通道3运行指令时,设备进行调节降低功率,确保30分钟内的耗电量小于等于75%额定耗电量。
4.2 调节计算
用电设备根据对应的调峰模式,将功率降低要求传递到内部对应的负载端,同时计算对应模式的功率消耗,采取相应的调节策略。
1)DRM1模式,所有设备都需要满足该要求,必须保证设备在规定时间内进行停机。
2)DRM2、DRM3模式,用电设备以正常30分钟内消耗的电量为R,DRM2模式下30分钟内消耗的电量为E(2),DRM3模式下30分钟内消耗的电量为E(3),其调节精度误差不超过10%,同时应该满足如下要求:
E(2)≤0.5R*1.1; ---公式1
E(3)≤0.75R*1.1 ; ---公式2
E(3)-E(2)≥0.15R; ---公式3
若设备同时符合公式1、2、3的条件则同时满足DRM2、DRM3的要求,否则只满足DRM2或DRM3的要求。
3)连接方式,根据前两点的阐述,列举部分模式及对应的连接方式
方式1:通道1+公共端,DRM1模式
方式2:通道1+通道2+公共端,DRM1、DRM2模式
方式3:通道1+通道3+公共端,DRM1、DRM3模式
方式4:通道1+通道2+通道3+公共端,DRM1、DRM2、DRM3模式
4) 示例:某设备正常运行30分钟消耗电量3.0千瓦时,DRM2模式下30分钟内消耗的电量E(2)为1.62千瓦时,DRM3模式下30分钟内消耗的电量E(3)为2.22千瓦时,则
E(2)=0.54R=(1.62/3)R , 满足公式1
E(3)=0.74R=(2.22/3)R, 满足公式2
E(3)-E(2)=0.2R, 满足公式3
综上,该示例满足DRM1、DRM2、DRM3的要求,可按照方式4进行连接。
4.3 实现策略
1)能耗降低要求
为最大程度的降低能耗,应对设备的负载进行分析,在不影响安全的情况下,是否可以对该负载进行调节,是否可以关闭。针对空调设备,进入DRM1模式应先停止运行压缩机,进入DRM2、DRM3模式应降低压缩机运行频率。若为非可调节功率大小的设备(如定频空调),在设备允许的条件下,可在30分钟响应时间内,通过控制压缩机的开启和停止时间,来达到降低整体功率的需求。除调节压缩机外,应尽量关闭本身耗能多的负载(如风机),达到降低功耗的目的。除非有安全隐患或其他影响设备正常运行的情况,设备一旦进入需求响应阶段,在30分钟内可不接受其他会调节功率变大的指令。
2)用户辅助提醒
设备已经进入DRED模式,避免设备不能调节功率或响应其他动作,用户误解为设备工作不正常,可采用特定的状态显示或声音警示来提醒用户,并通过设备说明书等来对该过程进行描述。
3)设备运行状况
应涵盖设备的主要工作工况,针对空调设备应包括制冷工况、制热工况及自动工况 (或其他自动选择工作温度的工况),每种情况下其测试时间不小于30分钟。
应提供良好独立的测试环境,提供给设备的供电电源应稳定可靠,其中单相电源(230V)和三相(400V) 的电压精度不低于±1%,电源频率(50Hz)的精度不低于±1%。
4.4 退出条启件:
设备一旦执行调峰模式后,则在响应时间要求的时间内应连续运行,响应时间到达后才再次检测对应通道的状态。当检测到无调峰需求则退出调峰模式,按照设备本身正常条件运行;若仍有调峰需求则再在响应时间要求的时间内继续连续运行;依次类推执行直至退出。
5 结束语
本文根据澳洲DRED要求,针对用电设备创造性的采取相应的应对策略,优化设计,提升产品质量和可靠性。
参考文献 AS/NZS 4755.3.1 Demand response capabilities and supporting technologies for electrical procucts Part 3.1: Interaction of demand response enabling devices and electrical products-Operational instructions and connections for air conditioners
[关键词]:电力需求响应;澳洲DRED;调峰;用电设备
1引言
用电往往有高峰期和低谷期,电量不平衡,特别是高峰期电网用电设备的使用负荷加大,为保障电网的稳定运行,需要对用电设备进行合理调峰降低功率,保障电网安全。为此,各个国家出台相应的调峰措施来解决该问题,其中澳洲出台了DRED指令,电网采用该控制系统发送信号给用电设备,用电设备通过检测接收特定装置(以下称DRED装置)信号状態,采取不同的控制策略调整本身的功率消耗,从而达到降低电网负荷,节能省电的目的,本文以空调设备为例,阐述用电设备的实现方式和要求。
2 主要参与者及其流程
按照电网调峰的执行过程,主要有以下流程:
其中电网电力调峰需求,DRED装置由电网方面提供,本文主要阐述做为设备厂商配合电网需要采取的措施和要求。
3 设备连接与定义
用电设备按照下图要求与DRED装置进行连接,每种模式通过对应的通道进行连接。
采用RJ45通讯线连接用电设备和DRED装置,各个连接引脚定义如下:
4 用电设备
4.1 用电设备通过RJ45通讯线与DRED装置相连,接收通道1、2、3不同的信号并进行解析,执行相应调峰模式,达到降低功率的要求:
DRM1:在收到来自通道1运行指令时,设备应在规定的时间内进行停机操作:其中定速空调不能低于3分钟,其他空调不能低于1分钟;若接收指令期间设备处于保护状态,则退出保护后应立即进行关机操作;执行该模式下应保证压缩机已经停机。
DRM2:在收到来自通道2运行指令时,设备进行调节降低功率,确保30分钟内的耗电量小于等于50%额定耗电量。
DRM3:在收到来自通道3运行指令时,设备进行调节降低功率,确保30分钟内的耗电量小于等于75%额定耗电量。
4.2 调节计算
用电设备根据对应的调峰模式,将功率降低要求传递到内部对应的负载端,同时计算对应模式的功率消耗,采取相应的调节策略。
1)DRM1模式,所有设备都需要满足该要求,必须保证设备在规定时间内进行停机。
2)DRM2、DRM3模式,用电设备以正常30分钟内消耗的电量为R,DRM2模式下30分钟内消耗的电量为E(2),DRM3模式下30分钟内消耗的电量为E(3),其调节精度误差不超过10%,同时应该满足如下要求:
E(2)≤0.5R*1.1; ---公式1
E(3)≤0.75R*1.1 ; ---公式2
E(3)-E(2)≥0.15R; ---公式3
若设备同时符合公式1、2、3的条件则同时满足DRM2、DRM3的要求,否则只满足DRM2或DRM3的要求。
3)连接方式,根据前两点的阐述,列举部分模式及对应的连接方式
方式1:通道1+公共端,DRM1模式
方式2:通道1+通道2+公共端,DRM1、DRM2模式
方式3:通道1+通道3+公共端,DRM1、DRM3模式
方式4:通道1+通道2+通道3+公共端,DRM1、DRM2、DRM3模式
4) 示例:某设备正常运行30分钟消耗电量3.0千瓦时,DRM2模式下30分钟内消耗的电量E(2)为1.62千瓦时,DRM3模式下30分钟内消耗的电量E(3)为2.22千瓦时,则
E(2)=0.54R=(1.62/3)R , 满足公式1
E(3)=0.74R=(2.22/3)R, 满足公式2
E(3)-E(2)=0.2R, 满足公式3
综上,该示例满足DRM1、DRM2、DRM3的要求,可按照方式4进行连接。
4.3 实现策略
1)能耗降低要求
为最大程度的降低能耗,应对设备的负载进行分析,在不影响安全的情况下,是否可以对该负载进行调节,是否可以关闭。针对空调设备,进入DRM1模式应先停止运行压缩机,进入DRM2、DRM3模式应降低压缩机运行频率。若为非可调节功率大小的设备(如定频空调),在设备允许的条件下,可在30分钟响应时间内,通过控制压缩机的开启和停止时间,来达到降低整体功率的需求。除调节压缩机外,应尽量关闭本身耗能多的负载(如风机),达到降低功耗的目的。除非有安全隐患或其他影响设备正常运行的情况,设备一旦进入需求响应阶段,在30分钟内可不接受其他会调节功率变大的指令。
2)用户辅助提醒
设备已经进入DRED模式,避免设备不能调节功率或响应其他动作,用户误解为设备工作不正常,可采用特定的状态显示或声音警示来提醒用户,并通过设备说明书等来对该过程进行描述。
3)设备运行状况
应涵盖设备的主要工作工况,针对空调设备应包括制冷工况、制热工况及自动工况 (或其他自动选择工作温度的工况),每种情况下其测试时间不小于30分钟。
应提供良好独立的测试环境,提供给设备的供电电源应稳定可靠,其中单相电源(230V)和三相(400V) 的电压精度不低于±1%,电源频率(50Hz)的精度不低于±1%。
4.4 退出条启件:
设备一旦执行调峰模式后,则在响应时间要求的时间内应连续运行,响应时间到达后才再次检测对应通道的状态。当检测到无调峰需求则退出调峰模式,按照设备本身正常条件运行;若仍有调峰需求则再在响应时间要求的时间内继续连续运行;依次类推执行直至退出。
5 结束语
本文根据澳洲DRED要求,针对用电设备创造性的采取相应的应对策略,优化设计,提升产品质量和可靠性。
参考文献 AS/NZS 4755.3.1 Demand response capabilities and supporting technologies for electrical procucts Part 3.1: Interaction of demand response enabling devices and electrical products-Operational instructions and connections for air conditioners