[發(fā)明專利]一種基于μPMU裝置的大規(guī)模電熱泵有序用電控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010893913.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112066594A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余昆;陳星鶯
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B49/02;G06F30/20;G06F17/13;G06F17/16;G06F111/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種基于μPMU裝置的大規(guī)模電熱泵有序用電控制方法，利用μPMU的快速、準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，結(jié)合電熱泵模型及啟動特性選擇特征量并制定電熱泵啟動狀態(tài)的特征判據(jù)，然后按照考慮集群電熱泵的配電網(wǎng)電壓約束模型所耦合的功率約束對三種工作狀態(tài)下的電熱泵負(fù)荷群進(jìn)行有序用電控制方法。該方法控制電熱泵有序停機(jī)，削減穩(wěn)態(tài)功率以及控制啟動序列，避免了電熱泵啟動沖擊疊加越限。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電熱泵用電控制方法，尤其涉及一種基于μPMU裝置的大 規(guī)模電熱泵有序用電控制方法。

背景技術(shù)

電熱泵是以電能驅(qū)動熱泵機(jī)械運轉(zhuǎn)的熱泵系統(tǒng)，具有適用范圍廣，運行成本 低，性能穩(wěn)定和環(huán)保的優(yōu)點，目前已廣泛用于住房的采暖和熱水供應(yīng)，但電熱泵 具有單機(jī)功率大、用戶用電集中的特點，對負(fù)荷日峰谷差、季節(jié)峰谷差造成了顯 著影響，尤其在負(fù)荷量急劇增加的供暖季，加上居民供暖、出行的不規(guī)律性，使 得配電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差變大、負(fù)荷三相不平衡問題顯著。在低壓配電網(wǎng)中，電熱泵 短暫的啟動過程造成的啟動沖擊會引起明顯的電流涌流的突增型脈沖和電壓跌 落型脈沖。

受電熱泵的運行不規(guī)律和啟動沖擊影響，三相電壓的瞬時波動極易超出電能 質(zhì)量的規(guī)定，嚴(yán)重的電壓降低會造成電熱泵的啟動失敗，啟動沖擊不僅影響低壓 配電網(wǎng)的電能質(zhì)量、可能使得電熱泵自身無法啟動，還可能影響到其他電熱泵及 其他用電設(shè)備運行和啟動。現(xiàn)有技術(shù)通過對配電網(wǎng)進(jìn)行廣泛地建設(shè)和改造來保障 用電，但這種方法不僅經(jīng)濟(jì)性差，且建設(shè)周期長不適于實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種基于μPMU設(shè)備的大規(guī)模電熱泵有序用電控制 方法，減小電熱泵大規(guī)模使用時的啟動沖擊。

技術(shù)方案：本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于μPMU裝置的大規(guī)模電熱泵 有序用電控制方法，包括以下步驟：

1)電熱泵制熱系統(tǒng)建模；

2)基于μPMU量測辨識電熱泵狀態(tài)；

3)基于量測辨識的電熱泵有序用電策略。

所述步驟1)中電熱泵制熱系統(tǒng)中

壓縮機(jī)電功率P_cmp關(guān)于轉(zhuǎn)速N、制冷劑流量m_r的函數(shù)關(guān)系式：

上式中c₁為壓縮機(jī)吸氣比容，n為壓縮過程多變指數(shù)，η_cmp為壓縮機(jī)指示功 率和耗電功率的比值，表示排氣壓力與吸氣壓力之比；

冷凝器的換熱模型如下：

式中，C_r,sh,cond為制冷劑比熱系數(shù)；T₂為流入冷凝器的制冷劑溫度；T_cond為 冷凝器的過熱溫度；T₃為流出冷凝器的制冷劑溫度；r_cond為板式冷凝器的結(jié)構(gòu)半 徑；A_i,cond為板式冷凝器的換熱面積；T_w是冷凝器熱水側(cè)的出水口溫度；U_sc,cond、 U_sh,cond、U_tp,cond分別為冷凝器冷水測、過熱區(qū)、兩相區(qū)換熱綜合系數(shù)，T_w為熱 水溫度；

蒸發(fā)器的換熱量滿足：

Q_eva＝Q_tp+Q_sh＝Q_a (3)

上式中Q_eva為蒸發(fā)器中轉(zhuǎn)移給制冷劑的熱量，Q_a為蒸發(fā)器吸收自熱源介質(zhì)的 熱量。

異步電機(jī)的d-q坐標(biāo)系復(fù)變量模型描述為：