[發(fā)明專利]基于分布式架構(gòu)的中央空調(diào)柔性調(diào)峰遠程控制方法

在審

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107449100A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈培鋒;吳寶財;朱紅;張明;何毅;張偉東;周澤宇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司;江蘇聯(lián)宏智慧能源股份有限公司
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司32112
• 代理人: 奚銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，屬于能源管理及節(jié)能控制系統(tǒng)一種基于分布式架構(gòu)并結(jié)合實際運行工況的中央空調(diào)柔性調(diào)峰遠程控制方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，空調(diào)負(fù)荷的急劇增長已成為夏季電網(wǎng)負(fù)荷持續(xù)惡化和電力緊缺的重要原因。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國電力高峰負(fù)荷主要出現(xiàn)在夏天高溫季節(jié)，盛夏用電峰值負(fù)荷中空調(diào)負(fù)荷約占30％左右。同時，空調(diào)需求量最大的地區(qū)，也是電力負(fù)荷缺口最大的地區(qū)。尤其是夏熱地區(qū)(華北、華東、華中與華南)的空調(diào)用電。

為滿足不斷增長的空調(diào)負(fù)荷需求，國家每年要投入巨資用于發(fā)電廠和電網(wǎng)建設(shè)，這些發(fā)、輸電設(shè)備年利用率低，調(diào)峰成本高，導(dǎo)致發(fā)供電成本不斷攀升，造成了社會資源的巨大浪費。為此，通過先進有效的技術(shù)解決電力“迎峰度夏”問題，其中，把空調(diào)負(fù)荷作為電力需求側(cè)負(fù)荷的主要調(diào)峰對象，利用動態(tài)需求響應(yīng)技術(shù)對空調(diào)負(fù)荷進行系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、智能化負(fù)荷調(diào)節(jié)并參與電網(wǎng)調(diào)峰，成為緩解電網(wǎng)供需問題的重要途徑，也是降低夏季高溫空調(diào)負(fù)荷的唯一有效途徑。

現(xiàn)有的空調(diào)調(diào)峰方法大都集中于空調(diào)參與電網(wǎng)調(diào)峰的頂層設(shè)計及電網(wǎng)層面的空調(diào)調(diào)控，支撐中央空調(diào)柔性調(diào)控的策略類型少，很多還只是簡單的通過切斷空調(diào)電源的方法來響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰的要求，忽略了空調(diào)用戶的使用體驗。

為顧及空調(diào)用戶的使用體驗，也有方案對用戶空調(diào)系統(tǒng)進行了改造，包括中央空調(diào)本體改造、量測系統(tǒng)的改造、監(jiān)控系統(tǒng)對接及通訊網(wǎng)絡(luò)的改造等，但這往往又帶來高昂的成本問題。另一方面，空調(diào)類型、空調(diào)數(shù)量、場合功能定位、實時運行工況等因素決定了，每一個用戶端調(diào)峰的策略不會完全的一樣，必須根據(jù)這些因素對控制策略做出相應(yīng)的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是：對應(yīng)于電網(wǎng)建設(shè)和空調(diào)用戶的使用需求，需要把空調(diào)負(fù)荷作為電力需求側(cè)負(fù)荷的主要調(diào)峰對象，現(xiàn)有的調(diào)峰方法調(diào)控粗放簡單，忽略了空調(diào)用戶的使用體驗，而針對用戶層面的改造也面臨成本高昂，效果卻不一定能打到所求的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：基于分布式架構(gòu)的中央空調(diào)柔性調(diào)峰遠程控制方法，構(gòu)建中央空調(diào)系統(tǒng)柔性調(diào)峰響應(yīng)物理架構(gòu)，由設(shè)備層、需求側(cè)響應(yīng)層、通訊層和調(diào)度層構(gòu)成，設(shè)備層包括空調(diào)設(shè)備及量測設(shè)備，設(shè)備層接收并執(zhí)行來自需求側(cè)響應(yīng)層下發(fā)的空調(diào)負(fù)荷柔性調(diào)峰命令，量測設(shè)備用于獲取空調(diào)設(shè)備的信息，需求側(cè)響應(yīng)層為對應(yīng)空調(diào)設(shè)備部署的需求側(cè)響應(yīng)客戶端，對上接受電網(wǎng)的調(diào)峰指令，根據(jù)空調(diào)的實際運行工況選擇調(diào)峰策略，對下通過設(shè)備層采集空調(diào)設(shè)備信息，獲取空調(diào)運行工況和能效水平，并下發(fā)空調(diào)負(fù)荷柔性調(diào)峰命令；通信層為通信網(wǎng)絡(luò)，調(diào)度層為電網(wǎng)，調(diào)度層下達電網(wǎng)調(diào)峰指令，并接收需求側(cè)響應(yīng)層數(shù)據(jù)信息；

進行柔性調(diào)峰時，首先定位空調(diào)的使用場合以及空調(diào)類型，然后根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰指令結(jié)合空調(diào)的實際運行工況選擇調(diào)峰策略，發(fā)出調(diào)峰命令進行控制，柔性調(diào)峰策略包括改變運行參數(shù)和改變運行方式兩種：

1)改變運行參數(shù)：增加冷凍水的出水溫度，指調(diào)高主機的出水溫度，適用以水為介質(zhì)輸送冷量的空調(diào)主機；

2)改變運行方式：包括制冷需求限制、減少單元模塊開啟的數(shù)量、機組的加減載投切以及直接關(guān)閉主機，其中：制冷需求限制指限制主機電流百分比上限，達到限制主機的輸出能力；減少單元模塊的開啟數(shù)量指根據(jù)需要決定單元模塊開啟的數(shù)量。

在柔性調(diào)峰的過程中，電網(wǎng)根據(jù)全網(wǎng)電力負(fù)荷緊缺程度，按照高、中、低三種調(diào)峰效果對被調(diào)控空調(diào)主機進行柔性調(diào)峰，需求側(cè)響應(yīng)層通過通信層接收到高、中、低任何一種指令后，將先對被調(diào)控空調(diào)主機當(dāng)前的運行工況、空調(diào)類型、場合功能定位進行能力評估，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的調(diào)峰策略，自動的優(yōu)化配選出適合當(dāng)前空調(diào)主機運行狀況下的響應(yīng)策略，由設(shè)備層接收并執(zhí)行來自需求側(cè)響應(yīng)層下發(fā)的空調(diào)負(fù)荷柔性調(diào)峰命令，實時、動態(tài)完成對中央空調(diào)負(fù)荷的柔性調(diào)峰響應(yīng)。

策略的優(yōu)化配選具體為：不同的調(diào)峰策略，對空調(diào)主機負(fù)荷調(diào)峰效果按高到低排序如下：

a.中央空調(diào)主機的加減載投切，減少單元模塊啟停數(shù)量；

采用對主機的加減載投切或減少單元模塊的策略調(diào)峰的效果是最好的，此策略適用于當(dāng)前主機運行數(shù)量2臺及以上的情況；

b.空調(diào)制冷需求的限制；

讀取當(dāng)前空調(diào)運行的電流百分比，在當(dāng)前值基礎(chǔ)上削減不同比率，根據(jù)不同空調(diào)品牌，設(shè)置最低電流百分比保護門限；

c.增加全局送風(fēng)溫度；

讀取當(dāng)前室內(nèi)送風(fēng)溫度，在當(dāng)前值基礎(chǔ)上增加不同溫度值，設(shè)置最高送風(fēng)溫度保護值門限；

d.增加冷凍水出水溫度；