[发明专利]一种公共楼宇空调负荷广泛参与的电网负荷调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网负荷调度的技术领域，特别是一种大规模公共楼宇空调负荷广泛参与电网负荷调度方法，适用于公共楼宇空调负荷用电量较大区域的网供负荷调控。

背景技术

随着经济和电力需求的快速增长，中国电力供需经常处于偏紧状态。另一方面，由于中国产业结构的调整，第三产业的用电量和耗电比重逐年上升，其电力终端设备中比重较大的为空调负荷，该类负荷数量大、容量总和大，一般构成用电峰荷，导致峰谷差进一步拉大。电力短缺主要发生在夏季或冬季的负荷高峰时段，空调负荷占比高，并出现显著的负荷尖峰现象，我国一些大中城市和经济发达省份的空调负荷已占到夏季最大负荷的30％以上，某些地区甚至已经超过了40％，并呈现逐年上升的趋势。

空调负荷具备热存储能力，通过合理的直接负荷控制手段，不仅能够快速响应电网侧的调度，降低高峰时段的电力需求，有效缓解电力供需矛盾，而且与发电装机容量的投资相比，需求响应的成本较低，合理的负荷控制对于用户用电舒适度的影响很小。集中控制后的空调负荷数量可观，调度方式灵活，参与系统调峰的潜力巨大，对于电力公司来说是重要的需求响应资源，可以通过需求响应将其纳入到常态化的电力系统调度运行中。

目前，针对聚合后的分散式空调负荷作为电网需求侧调度资源的控制策略，已有大量相关的研究甚至实际应用，但国内外还没有关于如何对大规模不同类型的公共楼宇空调负荷进行组合优化控制来参与电网负荷调度的专利和文献。

发明内容

要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种楼宇空调负荷广泛参与电网负荷调度方法，用于解决目前国内外缺乏对大规模不同类型的公共楼宇空调负荷进行组合优化控制来参与电网负荷调度的技术问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大规模公共楼宇空调负荷广泛参与电网负荷调度方法，首先对区域网供负荷及区域内各公共楼宇空调负荷分别进行短时负荷预测获得各公共楼宇空调负荷未参与调控时的预测负荷量L，并统计各公共楼宇的行业类型及其空调设备类型；然后在确定了区域电网负荷调度的调控场景和调控时段的基础上，选择区域内各公共楼宇空调负荷参与电网负荷调度的组合方式和控制策略；根据获得的各公共楼宇空调负荷未参与调控时的预测负荷量L再计算参与电网负荷调度的各公共楼宇空调负荷分别在所选取的控制策略下的可调度容量，依此提出区域电网调度指令，进而确定该区域大规模公共楼宇空调负荷的调控目标作为优化目标函数；最后基于调控目标，采用遗传算法，计算出参与调度的区域内各公共楼宇空调负荷的最佳组合调控容量。其中：

短时负荷预测需考虑温度和湿度两种实时气象因素。利用预测日之前的典型时段日构成训练样本，每个训练样本包含温度、湿度以及负荷量三个参数，以N个训练样本为一组，选定其中一个训练样本的负荷量为训练目标，按照将N个训练样本中除训练目标外的参数作为输入、训练目标作为输出的方法从而对Elman神经网络进行训练；经过多轮训练，当训练完成后，选取N-1个训练样本的参数以及预测日的温度、湿度作为Elman神经网络的输入，获得Elman神经网络的输出作为预测日的预测负荷量L。

各公共楼宇的行业类型包括：办公楼、写字楼、酒店、图书馆、商场、体育馆；各公共楼宇的空调设备类型包括：分散式空调、蓄冷式中央空调、离心式中央空调和螺杆式中央空调；公共楼宇空调负荷参与区域电网负荷调度的调控场景包括：日前负荷调度和日内滚动负荷调度；公共楼宇空调负荷参与区域电网负荷调度的调控时段包括：工作日的白天负荷高峰时段(一般为上午10时至下午2时30分)和晚上负荷高峰时段(一般为晚上8时至9时30分)；公共楼宇空调负荷的具体控制策略包括：中央空调的定比例蓄冷控制策略、基于占空比控制的分散式空调分组轮停控制策略、基于升温控制的分散式空调轮停控制策略、公共楼宇楼层间轮停控制策略及公共楼宇间周期性暂停控制策略。区域内各公共楼宇空调负荷参与电网负荷调度组合方式的选择，考虑了调控场景、调控时段、公共楼宇行业类型及空调设备类型四个维度因素；区域内各公共楼宇空调负荷参与电网负荷调度具体控制策略的选择，考虑了公共楼宇行业类型、空调设备类型及用户舒适度三个维度因素。

在确定了参与调度的公共楼宇空调负荷组合方式及具体控制策略的基础上，采用遗传算法，建立基于调度指令的目标函数，考虑用户舒适度、蓄冰槽的允许剩余冰量范围和空调机组启停特性为约束条件，形成参与区域电网负荷调度的各公共楼宇空调负荷的具体调控容量组合方案。