[发明专利]基于轮控调度的空调负荷控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调负荷控制系统，尤其是一种基于轮控调度的空调负荷控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，智能电网正在从“源、网”的互动向着新型的“源、网、荷”的互动发展。在电力高峰时期，传统上都是通过投资电厂和电网来达到满足电力尖峰负荷的要求，导致经济成本高。现阶段对负荷的调度可以实现削峰填谷的作用，对电网资源进行更加优化的配置，降低经济成本，提高资源利用率。

随着人民生活质量的不断提高，在夏季和冬季，空调负荷急剧增长，是造成夏冬两季电网用电高峰期的重要原因。我国东部某省2016年夏季典型用电高峰时段，空调最大负荷占调度最大用电负荷的三分之一以上。其中，居民空调负荷在晚高峰期间占总空调负荷的75％左右，即使是在工作日的日间，居民空调用电占比也达到50％左右。夏、冬两季空调占比高，在中午和晚上高峰期时间段对电网造成很大的压力，存在电网资源配置不合理，能源利用效率不高的技术问题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于轮控调度的空调负荷控制系统，解决现有技术中电网无法根据空调实际用电情况进行负荷调控，导致电网资源配置不合理，能源利用率低的技术问题。

技术方案：一种基于轮控调度的空调负荷控制系统，其特征在于，包括：电网调度中心、信息采集中心、若干组个人空调负荷集群和与个人空调负荷集群对应设置的轮控调度子系统；所述轮控调度子系统通过通信系统分别与电网调度中心、信息采集中心连接；所述轮控调度子系统采集个人空调负荷集群的负荷状态，预测个人空调负荷集群的可控参数，并上传至信息采集中心，由信息采集中心生成调度统计信息，电网调度中心根据调度统计信息制定调度计划，轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控。

进一步的，还包括通信系统，所述轮控调度子系统通过通信系统分别与电网调度中心、信息采集中心连接，所述通信系统包括电力光纤和4G通信模块。

进一步的，还包括调控信息发布单元，用于发布调控计划和调度结果。

一种采用上述的基于轮控调度的空调负荷控制系统的空调负荷控制方法，包括如下步骤：

(1)轮控调度子系统采集个人空调负荷集群的负荷状态，预测个人空调负荷集群的可控参数，并将预测信息上传至信息采集中心；

(2)信息采集中心生成调度统计信息，与电网调度中心进行信息交互；

(3)电网调度中心根据调度统计信息制定调度计划，轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控。

进一步的，步骤(1)中所述负荷状态包括：当日实时温度、用户空调功率和用户舒适度。

进一步的，步骤(1)中所述轮控调度子系统预测可控容量的具体方法如下：

(1.1)根据空调等效热参数模型，获得理想化情况下，用户空调功率与室温随时间变化的计算公式：

空调关闭状态：

空调开启状态：

式中，表示t时刻室内温度，表示t+1时刻室内温度，表示t时刻室外温度，表示t+1时刻室外温度；ε为散热函数，τ为控制时间间隔，T_C为时间常数；η为空调能效比，P_t为空调的额定功率，ηP_t即为空调的额定制冷量；A为导热系数，单位为1/(k W·℃^-1)；

(1.2)假设室温保持在[T_min,T_max]内，为人体的舒适度区间，控制周期内的室外实时温度设为恒定值T_out，结合室温的舒适度区间，求得空调负荷的控制周期τ_c，以及空调开启时间τ_on和空调关停时间τ_off，具体公式如下：

τ_c＝τ_off+τ_on

(1.3)根据空调开启和关停时间预测空调负荷可控容量C，其计算公式为：

式中：n表示空调总台数，表示空调平均功率，则表示子系统下所控空调总功率。

进一步的，步骤(3)中所述轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控具体是结合约束条件、实时可控容量和可控时段，以经济最优为调度目标，采用0-1整型线性算法对个人空调负荷集群进行控制优化计算，给出最终轮控结果。

进一步的，以经济最优为调度目标的优化目标函数为：