[發明專利]一種空調可控負荷、光伏儲能系統的協同控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910810430.2
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110474370B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 吳潤基;王冬驍;李學聰;賴來利
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發明涉及一種空調可控負荷、光伏儲能系統的協同控制系統及方法，所述協同控制系統包括光伏儲能系統、可控負荷及基礎負荷聚合模塊、微電網控制中心；所述方法包括：S1：構建空調可控負荷、光伏儲能系統協同控制系統模型；S2：對空調可控負荷、光伏儲能系統協同控制系統模型中的二維熱工參數模型線性化，將空調可控負荷、光伏儲能系統協同控制系統模型的優化轉化為基于MILP的系統模型；S3：輸入日前數據，產生日前調度數據；S4：輸入實時數據，采用滾動時域優化算法制定控制策略，得出實時調度數據；S5：計算出整個調度期間的總用電費用。本發明充分考慮到預測的誤差，有效的提高了系統的控制精度。

技術領域

本發明涉及智能電網技術領域，更具體地，涉及一種空調可控負荷、光伏儲能系統的協同控制系統及方法。

背景技術

大規模溫控負荷在需求側管理中的價值——隨著人類社會的發展，人們對電力的需求越來越大，同時也對電力系統功能和性能的要求也越來越高。與此同時，新能源發電技術、網絡通信技術、檢測計量技術、自動控制技術、儲能技術等各領域技術的發展進步，讓智能電網的實現成為可能。而需求側管理技術作為智能電網技術的重要組成部分，也成為科研人員的研究熱點。需求側管理是智能電網進行能源管理的重要途徑，需求側管理允許用戶根據某些價格信號或激勵方案來主動調整自己的能源使用情況，從而實現對用戶的能源需求進行控制和調整，最終減少電網的高峰負荷，重塑需求狀況，避免在電力系統基礎設施建設上過多地投入。需求側管理中的重要的一方面涉及到負荷控制和管理，能通過電價、用電情況等對負荷進行管理或轉移。于是，需求側的負荷得以具備參與電力系統運行管理的能力。可控負荷通過集中式，本地式或者分布式的控制方式，直接或間接來參與配電網系統的電能運行管理。

隨著人們生活水平的提高，在用戶側負荷中，溫控負荷，如空調負荷、熱水器負荷、冰箱負荷等，占據了總電能消耗中的大部分。尤其是空調負荷，其在夏季降溫和冬季取暖過程中消耗了用戶側的大量電力。而如今，越來越多的家庭住戶都配置了家用空調，中央空調系統基本上是現代商業中心、學校等建筑必備的組成部分。于是，配電網中的空調負荷(Air-Conditioning?Loads,ACLs)，是溫控負荷的主要組成部分，其在建筑物電能需求中所占的比例不斷增加，配電網中的ACLs規模也越來越大。根據澳大利亞電網(Ausgrid)的相關研究，在夏季，澳大利亞國內空調負荷在其部分變電站內消耗了超過一半的負荷。另外，根據國內相關學者的統計結果可知，國內空調負荷在夏季高峰期所占尖峰負荷的比例已達到30％-40％，并且該數值還在不斷攀升中。配電網中大規模ACLs的集中使用，會造成短期而尖銳的電力需求高峰，導致用電峰谷差距加大，于是被迫要對電力系統基礎設施進行升級改造。

而實際上，裝備了空調的房屋具有熱存儲特性。空調在打開的時候，將電能轉化成為房屋內部的熱能，用于室內的制冷或制熱，當空調被關閉的時候，房屋內部的冷空氣或熱空氣(夏季為冷空氣，冬季為熱空氣)，其溫度并不會迅速就恢復到原來的水平，因為熱能的交換是一個較為緩慢的過程。也就是說，空調負荷的開閉時間在一定范圍內是可以進行調整和控制的，而同時還可保證滿足用戶的使用需求。溫控負荷的這一特點，使其具有巨大的潛力來參與到需求側管理中。而配電網中的溫控負荷數量較大，當大規模的溫控負荷集中參與到需求側管理中時，由于其具有不同的物理參數，因此需要制定有效的策略來對大規模溫控負荷進行有效的控制和調度。

提高間歇性可再生能源利用率的需求——由于全球化石燃料的過度開采和使用導致了溫室氣體的大量排放，造成全球生態環境日益惡化。于是，許多國家對碳排放逐漸加大控制力度，這直接導致發電企業逐漸減少使用化石燃料發電的發電方式。與此同時開始大力進行可再生能源的開發與利用。作為面對未來能源危機的有效措施，可再生能源在當代電力系統中扮演著越來越重要的角色。根據國際能源署2017年可再生能源報告，2016年全球可再生能源負荷增長量超過150GW，并預測可再生能源發電量在2022年將超過920GW。而這其中，中國占據了40％的可再生能源增長量，占據了可再生能源增長量的很大比重。作為可再生能源增長量大國，中國在2017年已經超前完成了第十三個五年規劃(2015-2020)太陽能發電量增長的目標，并預計于2019年完成風能發電量增長的目標。