[發明專利]一種熱泵負荷參與削峰填谷的雙層優化運行控制方法

在審

• 申請號: 202210029269.7
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114399105A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 高嵩;游大寧;劉萌;劉航航;李軍;王昕;于慶彬;王毓琦;劉恩仁
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;F25B30/06;G06F111/04;G06F119/08
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

一種熱泵負荷參與削峰填谷的雙層優化運行控制方法，考慮了熱泵的負荷特性，引入云控平臺以負荷聚合商的身份參與削峰，以分群的形式對大規模分散的熱泵負荷分類，進行削峰填谷潛力評估計算，實現了熱泵負荷整合參與削峰填谷。提供了一種基于分群的大規模熱泵用戶整體平均室內溫度設定方法，通過改變分群內用戶整體平均室內溫度設定實現大規模用戶整體參與削峰填谷；站在負荷聚合商的角度，利用此方法可以快速計算所轄用戶能夠提供的削峰填谷量?？紤]不同熱泵機組的負載率?COP曲線的差異，以及考慮熱泵機組的利用率，通過負載在機組之間的實現熱泵系統整體COP最優。

技術領域

本發明涉及熱泵系統節能技術領域，具體涉及一種熱泵負荷參與削峰填谷的雙層優化運行控制方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，高峰期的用電負荷持續增長，峰谷差的拉大會對電網安全穩定運行產生嚴重影響，而空調負荷的急劇增長已成為季節性電力緊張的最主要原因。同時伴隨著分布式發電的大力發展，使得系統凈負荷的不確定性顯著增加。實踐和經驗表明，僅靠增大發電和電網規模無法滿足日益增長的用電需求與靈活性要求，而且會造成資源的浪費。因此必須充分調動負荷側資源，使其與電網實現雙向互動，以緩解電力供需矛盾。在政策方面，山東省發改委、能源局、山東能監辦聯合印發《2021年全省電力需求響應工作方案》，其中提到，參與主體有電力用戶以及負荷聚合商，需求響應類型可分為緊急型削峰需求響應、緊急型填谷需求響應、經濟性削峰需求響應、經濟性填谷需求響應四類。

熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節能裝置。熱量可以自發地從高溫物體傳遞到低溫物體中去，但不能自發地沿相反方向進行。熱泵的工作原理就是以逆循環方式迫使熱量從低溫物體流向高溫物體的機械裝置，它僅消耗少量的逆循環凈功，就可以得到較大的供熱量，可以有效地把難以應用的低品位熱能利用起來達到節能目的。

熱泵可以從空氣或大地中提取冷熱量，通過消耗少量的電功率，能效比可以達到3～5，具有高效、節能和環保的特點，較常規空調系統節能40～50％；熱泵系統運行過程無需燃燒，不會產生溫室氣體，有利于環保，是目前可以利用的對環境最友好和最有效的空調系統。

熱泵負荷是一種典型的可削減的柔性負荷，由于居民建筑樓宇以及熱泵水循環系統具備熱存儲的能力，而且熱泵負荷與高峰負荷相關性強，因此熱泵負荷擁有良好的參與削峰填谷的能力。

本公開發明人發現，目前熱泵負荷參與削峰填谷主要存在以下問題：

(1)熱泵負荷分布較為分散，而且各自的容量較小，沒有形成規模效應，很難以個體的身份參與到需求響應中來，需要負荷聚合商整合熱泵資源并收集其相關數據進行分析；

(2)已有的研究工作對于負荷聚合商所轄熱泵用戶的削峰填谷能力鮮有明確的實際量化計算方法，不利于負荷聚合商參與削峰填谷的申報策略優化；

(3)已有的研究工作主要集中于熱泵地埋管的設計與優化、能效提升等方面，對于樓宇熱泵系統能效的優化控制研究較少。

發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種可以快速計算所轄用戶能夠提供的削峰填谷量，考慮熱泵機組的利用率，通過負載在機組之間的實現熱泵系統整體COP最優的熱泵負荷參與削峰填谷的雙層優化運行控制方法。

本發明克服其技術問題所采用的技術方案是：

一種熱泵負荷參與削峰填谷的雙層優化運行控制方法，包括如下步驟：

a)負荷聚合商采集所轄熱泵用戶的熱容參數和熱導參數建立橫軸為熱容參數縱軸為熱導參數的二維坐標圖，將各個用戶標記在坐標圖中，將熱容和熱導在上下限范圍內分別等分，在坐標圖上形成m×n的方格，m為熱容在上下限范圍內的等分數量，n熱導在上下限范圍內的等分數量，k為用戶所屬分群，s_k為用戶在分群中的標號，k∈{1,2,...,m×n}；