[发明专利]一种面向集群需求响应的中央空调控制方法

说明书

本发明公开了一种面向集群需求响应的中央空调控制方法，包括以下步骤：对负载率型中央空调的机理进行建模；基于给定的总响应指令，利用空间搜索单峰削去算法，得到每个中央空调的最优响应指令；集群中央空调负荷需求响应控制中心，结合最优响应指令和中央空调设备开关状态、以及综合指标值，制定设备级的综合指标优先队列控制策略，受控设备群体接受综合指标优先队列控制策略后，更新设备状态，反馈至信息收集单元。本发明利用综合指标优先队列算法和空间搜索单峰削去算法，以中央空调为需求响应资源，设计并建立了集群需求响应策略架构，为电力系统控制提供辅助服务。

技术领域

本发明涉及智能电网技术、需求响应领域，尤其涉及一种面向集群需求响应的中央空调控制方法。

背景技术

近年来，用户负荷增长迅猛，给电网的平稳、经济运行带来了较大影响。其中，空调负荷占据了很大比重，对空调负荷的合理调控有利于优化资源配置，缓解电网运行压力。相比一般居民用户使用的单体空调，商业用户(如酒店、商场等)所使用的中央空调具有更好的调控性，在实现电网削峰填谷方面具有很大潜力。较为有效的实现途径，是利用需求响应(Demand Response，DR)技术，即对用户用电模式进行调整或对用户用电负荷进行管理。其中，基于激励的DR主要是指调度中心通过制定确定性的或者随时间变化的政策，来激励用户在系统过于紧张或是电价过高时及时削减负荷。

中央空调属于一种空气调节系统(Heating,Ventilation,Air-conditioning andCooling，HVAC)，针对HVAC的建模和控制策略已有一些较为深入的探讨。单体负荷(如单体空调，热泵等)方面：已有研究提出的模型考虑了负荷的热力学特性和参数多样性，并已应用于直接负荷控制；建立负荷模型，在基于物理模型基础上充分考虑了用户的用电行为特点。中央空调建模与控制策略方面：考虑中央空调能耗特性，建立了冷却水系统模型，并设计了相应的PID调节器；将神经网络的PID控制器应用于中央空调的调控，提高了响应精度及速度；考虑到船舶上空调系统的特殊要求，基于空调系统气流运动特点，设计了一组空气循环系统，最终实现节能30％；对中央空调主机施加占空比控制策略，实现了需求响应；已有研究通过将模糊控制和变频技术结合，构建了中央空调的能耗监管系统；已有研究提出了基于物理模型的方法，聚合每小时的空调负荷来体现群体的用电特性；基于冷水机组性能曲线建立了主机和水泵系统的数学模型，应用模拟退火算法进行了节能优化。此外，近年来在需求响应和电力市场研究领域，也取得了较多进展，这些都为中央空调负荷参与需求响应提供了理论基础。

以上各研究均属于对中央空调“自上而下”的建模和控制，调控对象多为主机或水循环系统，每次调控会影响全体的中央空调终端用户，较少关注以终端用户为调控核心的“自下而上”的控制手段，对用户的调控缺乏选择性。

发明内容

本发明提供了一种面向集群需求响应的中央空调控制方法，本发明以中央空调为需求响应资源，为电力系统控制提供辅助服务，详见下文描述：

一种面向集群需求响应的中央空调控制方法，所述中央空调控制方法包括以下步骤：

对负载率型中央空调的机理进行建模；

基于给定的总响应指令，利用空间搜索单峰削去算法，得到每个中央空调的最优响应指令；

集群中央空调负荷需求响应控制中心，结合最优响应指令和中央空调设备开关状态、以及综合指标值，制定设备级的综合指标优先队列控制策略，受控设备群体接受综合指标优先队列控制策略后，更新设备状态，反馈至信息收集单元。

其中，所述基于给定的总响应指令，利用空间搜索单峰削去算法，得到每个中央空调的最优响应指令具体为：

使用中央空调运行状态和优化目标将各中央空调的响应目标分配结果划分为多个单峰区域；辨识并且排序最有可能包含最优解的区域；在最有希望的区域使用拉丁方采样拟合克里金模型，辨识最优点；