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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910810430.2
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110474370B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳潤基;王冬驍;李學(xué)聰;賴來利
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 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(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明涉及一種空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲能系統(tǒng)的協(xié)同控制系統(tǒng)及方法，所述協(xié)同控制系統(tǒng)包括光伏儲能系統(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；所述方法包括：S1：構(gòu)建空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲能系統(tǒng)協(xié)同控制系統(tǒng)模型；S2：對空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲能系統(tǒng)協(xié)同控制系統(tǒng)模型中的二維熱工參數(shù)模型線性化，將空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲能系統(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：輸入日前數(shù)據(jù)，產(chǎn)生日前調(diào)度數(shù)據(jù)；S4：輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用滾動時(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：計(jì)算出整個(gè)調(diào)度期間的總用電費(fèi)用。本發(fā)明充分考慮到預(yù)測的誤差，有效的提高了系統(tǒng)的控制精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種空調(diào)可控負(fù)荷、光伏儲能系統(tǒng)的協(xié)同控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模溫控負(fù)荷在需求側(cè)管理中的價(jià)值——隨著人類社會的發(fā)展，人們對電力的需求越來越大，同時(shí)也對電力系統(tǒng)功能和性能的要求也越來越高。與此同時(shí)，新能源發(fā)電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、檢測計(jì)量技術(shù)、自動控制技術(shù)、儲能技術(shù)等各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，讓智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)成為可能。而需求側(cè)管理技術(shù)作為智能電網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，也成為科研人員的研究熱點(diǎn)。需求側(cè)管理是智能電網(wǎng)進(jìn)行能源管理的重要途徑，需求側(cè)管理允許用戶根據(jù)某些價(jià)格信號或激勵(lì)方案來主動調(diào)整自己的能源使用情況，從而實(shí)現(xiàn)對用戶的能源需求進(jìn)行控制和調(diào)整，最終減少電網(wǎng)的高峰負(fù)荷，重塑需求狀況，避免在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上過多地投入。需求側(cè)管理中的重要的一方面涉及到負(fù)荷控制和管理，能通過電價(jià)、用電情況等對負(fù)荷進(jìn)行管理或轉(zhuǎn)移。于是，需求側(cè)的負(fù)荷得以具備參與電力系統(tǒng)運(yùn)行管理的能力。可控負(fù)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(wǎng)系統(tǒng)的電能運(yùn)行管理。

隨著人們生活水平的提高，在用戶側(cè)負(fù)荷中，溫控負(fù)荷，如空調(diào)負(fù)荷、熱水器負(fù)荷、冰箱負(fù)荷等，占據(jù)了總電能消耗中的大部分。尤其是空調(diào)負(fù)荷，其在夏季降溫和冬季取暖過程中消耗了用戶側(cè)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(diào)，中央空調(diào)系統(tǒng)基本上是現(xiàn)代商業(yè)中心、學(xué)校等建筑必備的組成部分。于是，配電網(wǎng)中的空調(diào)負(fù)荷(Air-Conditioning?Loads,ACLs)，是溫控負(fù)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(wǎng)中的ACLs規(guī)模也越來越大。根據(jù)澳大利亞電網(wǎng)(Ausgrid)的相關(guān)研究，在夏季，澳大利亞國內(nèi)空調(diào)負(fù)荷在其部分變電站內(nèi)消耗了超過一半的負(fù)荷。另外，根據(jù)國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，國內(nèi)空調(diào)負(fù)荷在夏季高峰期所占尖峰負(fù)荷的比例已達(dá)到30％-40％，并且該數(shù)值還在不斷攀升中。配電網(wǎng)中大規(guī)模ACLs的集中使用，會造成短期而尖銳的電力需求高峰，導(dǎo)致用電峰谷差距加大，于是被迫要對電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級改造。

而實(shí)際上，裝備了空調(diào)的房屋具有熱存儲特性。空調(diào)在打開的時(shí)候，將電能轉(zhuǎn)化成為房屋內(nèi)部的熱能，用于室內(nèi)的制冷或制熱，當(dāng)空調(diào)被關(guān)閉的時(shí)候，房屋內(nèi)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(fù)到原來的水平，因?yàn)闊崮艿慕粨Q是一個(gè)較為緩慢的過程。也就是說，空調(diào)負(fù)荷的開閉時(shí)間在一定范圍內(nèi)是可以進(jìn)行調(diào)整和控制的，而同時(shí)還可保證滿足用戶的使用需求。溫控負(fù)荷的這一特點(diǎn)，使其具有巨大的潛力來參與到需求側(cè)管理中。而配電網(wǎng)中的溫控負(fù)荷數(shù)量較大，當(dāng)大規(guī)模的溫控負(fù)荷集中參與到需求側(cè)管理中時(shí)，由于其具有不同的物理參數(shù)，因此需要制定有效的策略來對大規(guī)模溫控負(fù)荷進(jìn)行有效的控制和調(diào)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(dǎo)致了溫室氣體的大量排放，造成全球生態(tài)環(huán)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(dǎo)致發(fā)電企業(yè)逐漸減少使用化石燃料發(fā)電的發(fā)電方式。與此同時(shí)開始大力進(jìn)行可再生能源的開發(fā)與利用。作為面對未來能源危機(jī)的有效措施，可再生能源在當(dāng)代電力系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。根據(jù)國際能源署2017年可再生能源報(bào)告，2016年全球可再生能源負(fù)荷增長量超過150GW，并預(yù)測可再生能源發(fā)電量在2022年將超過920GW。而這其中，中國占據(jù)了40％的可再生能源增長量，占據(jù)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(jīng)超前完成了第十三個(gè)五年規(guī)劃(2015-2020)太陽能發(fā)電量增長的目標(biāo)，并預(yù)計(jì)于2019年完成風(fēng)能發(fā)電量增長的目標(biāo)。