[發明專利]一種電網友好型空調控制器及其控制方法

在審

• 申請號: 201410208090.3
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN104019519A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 曹小明;張志丹
• 申請（專利權）人: 湖南智仁科技有限公司
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生;趙永偉

技術領域

本發明涉及一種空調控制器，具體涉及一種電網友好型空調控制器及其控制方法。?

背景技術

“電網友好”的概念最早由瑞典的Thiringer?T教授提出。隨后，這一概念多被使用在可再生能源的并網領域，成為風電、太陽能等波動性新能源并網的一個重要目標，但是其明確的含義并沒有統一。在智能電網的體系框架下，電網友好被賦予了新的內涵，其技術核心是電源和負荷分別主動與電網協調互動，更經濟、快捷、可靠地提高電力系統的平衡能力。?

電網友好包括電網友好的發電和用電技術兩方面。電網友好發電技術的提出主要是針對波動式新能源發電并網難的問題。圍繞提高電網平衡能力的核心問題，對新能源電源而言，主要是提高其發電的可預測性、穩定性、可調可控性，在各種工況下以有利于電網穩定的方式運行，如低電壓穿越；對傳統電源而言，主要是提高爬坡能力、調峰能力、調頻能力等可調可控能力。電網友好的用電技術主要體現在改善負荷的時間特性、頻率特性和電壓特性，以提高電力系統不同時間尺度的平衡能力，如目前歐美普遍開展的需求側響應；同時，用電設備盡可能降低對系統電能質量的影響。電網友好技術強調的是主動參與、靈活互動和高度協調，是智能電網技術的重要組成部分，是智能電網發電和用電環節各種關鍵技術的高度概括。?

電網友好的用電技術是指負荷能夠主動參與電網的協調互動，通過改善負荷的時間特性、頻率特性或電壓特性，提高電力系統的平衡能力。具體來說，就是負荷能夠主動參與電網的協調互動，當電網處于不穩定或異常狀態時，能夠主動迎合電網的需求對負荷做出必要調整，同時又考慮到用戶的用電感受，從技術上可預防和避免電網大事故的發生，進而節省不必要的人力和資源浪費。?

適用于電網友好技術的負荷主要是可中斷負荷。在電力負荷中，一些負荷短時間中斷并不影響用戶的感受或設備的工作情況，這些負荷可以作為電網管理的備用容量。一股通過發電側的容量調節電網速度較慢，而且成本較高；相比之下，通過負荷側的管理不僅可以在短時間內響應電網的運行，而且成本相對較低，還可以減少電力功率和電量消耗，降低高峰用電，有效節約能源。?

在居民用電中，可用于電網友好技術的負荷包括：①空調、②電冰箱、③洗衣機、④電熱器、⑤熱水器、⑥電動汽車等。?

近年來，隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，用電需求節節攀升。特別是空調負荷的急劇增長已經成為季節性電力緊張的最主要原因。尤其是在廣州，上海等都市化的大城市，其用電結構主要以居民住宅、商業等第三產業、辦公、寫字樓負荷為主，這類負荷對于氣溫變化敏感度較高，高溫天氣下，空調降溫負荷所占比例可突破40％。據統計，2004年我國華東、華中等電網夏季空調負荷已占尖峰負荷的30％左右，其中北京、上海等大城市空調負荷已占尖峰負荷的40％～50％。2011年廣西省空調用電負荷已經達到全區用電總負荷1/3。2012年重慶空調負荷比重已從往年的占比三分之一上升至40％，高峰時刻更是超過400萬千瓦。而且這種增長趨勢還會加快，因而調節空調負荷在峰段和谷段的比例，對于避免與工業生產搶電，調節城市電網的負荷分配有著重要的意義。?

空調的主要動力是異步電動機，具有與異步電動機相似的負荷特性?？照{負荷的靜態無功-電壓特性表現為：在額定電壓附近，空調負荷的無功隨電壓的升降而增減，當電壓明顯低于額定值時，無功功率隨電壓下降反而具有上升的性質?？照{負荷的這一無功-電壓特性對電網的電壓穩定性將具有明顯的負作用。這是因為，要維持整個系統的電壓水平，必須有足夠的無功電源來滿足系統負荷對無功功率的需求和補償無功功率的損耗。如果系統無功電源不足，則會使電網處于低電壓水平上的無功功率平衡，即靠電壓降低、負荷吸收無功功率的減少來彌補無功電源的不足。然而空調負荷在低電壓時吸收無功功率反而增加的特性，將進一步降低電網的電壓水平，從而對電網的電壓穩定性產生威脅。?