[發(fā)明專(zhuān)利]一種空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910810430.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110474370B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳潤(rùn)基;王冬驍;李學(xué)聰;賴來(lái)利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/14
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述協(xié)同控制系統(tǒng)包括光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷及基礎(chǔ)負(fù)荷聚合模塊、微電網(wǎng)控制中心、母線通信總線；

光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)包括：光伏發(fā)電組、電池儲(chǔ)能裝置和微電源控制器；

可控負(fù)荷及基礎(chǔ)負(fù)荷聚合模塊包括：空調(diào)負(fù)荷、負(fù)荷控制器和其他負(fù)荷；

光伏發(fā)電組與電池儲(chǔ)能裝置電連接，電池儲(chǔ)能裝置與微電源控制器電連接，微電源控制器與母線連接，母線與主電網(wǎng)電連接，空調(diào)負(fù)荷、其他負(fù)荷分別與負(fù)荷控制器電連接，負(fù)荷控制器與母線連接；

微電源控制器、負(fù)荷控制器、微電網(wǎng)控制中心三者之間通信連接；

所述協(xié)同控制系統(tǒng)中的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)含有N個(gè)，所述可控負(fù)荷及基礎(chǔ)負(fù)荷聚合模塊M個(gè)，其中N和M為正整數(shù)；

所述協(xié)同控制系統(tǒng)還包括分布式管理系統(tǒng)；分布式管理系統(tǒng)和微電網(wǎng)控制中心通信連接；

所述方法包括：

S1：構(gòu)建空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同控制系統(tǒng)模型；所述模型里包括：空調(diào)負(fù)荷模型、光伏發(fā)電模型和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)模型；

其中，空調(diào)負(fù)荷模型包括二維參數(shù)模型和空調(diào)組熱舒適性約束；

S2：對(duì)二維熱工參數(shù)模型線性化，將空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同控制系統(tǒng)模型的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為基于MILP的系統(tǒng)模型；

S3：對(duì)S2轉(zhuǎn)換后的基于MILP的系統(tǒng)模型輸入日前數(shù)據(jù)，利用日前優(yōu)化調(diào)度策略進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，產(chǎn)生日前調(diào)度數(shù)據(jù)；

S4：對(duì)S2轉(zhuǎn)換后的基于MILP的系統(tǒng)模型輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以日前調(diào)度數(shù)據(jù)作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，采用滾動(dòng)時(shí)域優(yōu)化算法制定控制策略，得出實(shí)時(shí)調(diào)度數(shù)據(jù)；

S5：根據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)度數(shù)據(jù)，計(jì)算出整個(gè)調(diào)度期間的總用電費(fèi)用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，S1中二維熱工參數(shù)模型為：

其中，T_r(t)是在t時(shí)刻的室內(nèi)空氣溫度，單位為℃；T_w(t)是在t時(shí)刻的房屋墻體的溫度，單位為℃；Cp_a和Cp_w分別是空氣和墻體的熱容量，單位為J/kg·℃；Q_{gain_a}(t)是室外環(huán)境向室內(nèi)空氣傳遞的熱量，單位為J；Q_{gain_w}(t)是室外環(huán)境向房屋墻體傳遞的熱量，單位為J；Q_{ex_w_r}(t)是室內(nèi)空氣和墻壁內(nèi)表面之間交換的熱量，單位為J；Q_ac(t)是空調(diào)的制冷量或制熱量，單位為J；M_a和M_w分別是室內(nèi)空氣和墻體的質(zhì)量，單位為kg；T_amb(t)是t時(shí)刻的室外環(huán)境溫度，單位為℃；R_eq是房屋墻體的等效熱阻；R_wr是房屋墻體內(nèi)表面與房屋內(nèi)部空氣之間的等效熱阻；COP是空調(diào)系統(tǒng)的性能系數(shù)，單位為1；P_ac是空調(diào)的額定功率，單位為kW；R_wa是房屋墻體外表面與外部環(huán)境空氣之間的等效熱阻；

公式(2.1)和(2.2)分別是表示室內(nèi)空氣溫度和墻體溫度的變化速率，公式(2.3)-(2.6)分別表示外部環(huán)境向室內(nèi)空氣傳遞熱量的速率、室內(nèi)空氣與墻體之間熱量交換的速率、空調(diào)制冷或制熱的速率、以及外部環(huán)境向墻壁傳遞熱量的速率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，S2中構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)并表示為：

其中，P_{g_buyi}(t)和P_{g_selli}(t)分別代表了在時(shí)刻t，節(jié)點(diǎn)i上，配電網(wǎng)從主電網(wǎng)買(mǎi)電的功率及配電網(wǎng)向主電網(wǎng)賣(mài)電的功率，單位為kW；C_buyi(t)和C_selli(t)分別代表了在時(shí)刻t，節(jié)點(diǎn)i上，買(mǎi)電和賣(mài)電的價(jià)格，單位為元；τ定義為時(shí)間步長(zhǎng)，并在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，所有參數(shù)都假定為常量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，S4包括以下步驟：

S4.1：基于MILP的系統(tǒng)模型將一個(gè)運(yùn)行周期分成若干個(gè)時(shí)間段；

在第一個(gè)時(shí)間段開(kāi)始前，根據(jù)提前一天的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，包括氣溫、太陽(yáng)輻射值、電價(jià)，計(jì)算并生成一組控制數(shù)據(jù)，但只取第一個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行第一個(gè)時(shí)間段的控制；

S4.2：在下一個(gè)時(shí)間段開(kāi)始前，系統(tǒng)獲取一組新的輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)上一個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，再一次進(jìn)行基于MILP的優(yōu)化計(jì)算，得到下一個(gè)時(shí)間段的控制數(shù)據(jù)；

S4.3：依次提取各時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，重復(fù)S4.1-S4.2，直到完成最后運(yùn)行周期內(nèi)最后一個(gè)時(shí)間段控制數(shù)據(jù)的計(jì)算為止。