[发明专利]一种空调可控负荷、光伏储能系统的协同控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种空调可控负荷、光伏储能系统的协同控制系统及方法，所述协同控制系统包括光伏储能系统、可控负荷及基础负荷聚合模块、微电网控制中心；所述方法包括：S1：构建空调可控负荷、光伏储能系统协同控制系统模型；S2：对空调可控负荷、光伏储能系统协同控制系统模型中的二维热工参数模型线性化，将空调可控负荷、光伏储能系统协同控制系统模型的优化转化为基于MILP的系统模型；S3：输入日前数据，产生日前调度数据；S4：输入实时数据，采用滚动时域优化算法制定控制策略，得出实时调度数据；S5：计算出整个调度期间的总用电费用。本发明充分考虑到预测的误差，有效的提高了系统的控制精度。

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，更具体地，涉及一种空调可控负荷、光伏储能系统的协同控制系统及方法。

背景技术

大规模温控负荷在需求侧管理中的价值——随着人类社会的发展，人们对电力的需求越来越大，同时也对电力系统功能和性能的要求也越来越高。与此同时，新能源发电技术、网络通信技术、检测计量技术、自动控制技术、储能技术等各领域技术的发展进步，让智能电网的实现成为可能。而需求侧管理技术作为智能电网技术的重要组成部分，也成为科研人员的研究热点。需求侧管理是智能电网进行能源管理的重要途径，需求侧管理允许用户根据某些价格信号或激励方案来主动调整自己的能源使用情况，从而实现对用户的能源需求进行控制和调整，最终减少电网的高峰负荷，重塑需求状况，避免在电力系统基础设施建设上过多地投入。需求侧管理中的重要的一方面涉及到负荷控制和管理，能通过电价、用电情况等对负荷进行管理或转移。于是，需求侧的负荷得以具备参与电力系统运行管理的能力。可控负荷通过集中式，本地式或者分布式的控制方式，直接或间接来参与配电网系统的电能运行管理。

随着人们生活水平的提高，在用户侧负荷中，温控负荷，如空调负荷、热水器负荷、冰箱负荷等，占据了总电能消耗中的大部分。尤其是空调负荷，其在夏季降温和冬季取暖过程中消耗了用户侧的大量电力。而如今，越来越多的家庭住户都配置了家用空调，中央空调系统基本上是现代商业中心、学校等建筑必备的组成部分。于是，配电网中的空调负荷(Air-Conditioning Loads,ACLs)，是温控负荷的主要组成部分，其在建筑物电能需求中所占的比例不断增加，配电网中的ACLs规模也越来越大。根据澳大利亚电网(Ausgrid)的相关研究，在夏季，澳大利亚国内空调负荷在其部分变电站内消耗了超过一半的负荷。另外，根据国内相关学者的统计结果可知，国内空调负荷在夏季高峰期所占尖峰负荷的比例已达到30％-40％，并且该数值还在不断攀升中。配电网中大规模ACLs的集中使用，会造成短期而尖锐的电力需求高峰，导致用电峰谷差距加大，于是被迫要对电力系统基础设施进行升级改造。

而实际上，装备了空调的房屋具有热存储特性。空调在打开的时候，将电能转化成为房屋内部的热能，用于室内的制冷或制热，当空调被关闭的时候，房屋内部的冷空气或热空气(夏季为冷空气，冬季为热空气)，其温度并不会迅速就恢复到原来的水平，因为热能的交换是一个较为缓慢的过程。也就是说，空调负荷的开闭时间在一定范围内是可以进行调整和控制的，而同时还可保证满足用户的使用需求。温控负荷的这一特点，使其具有巨大的潜力来参与到需求侧管理中。而配电网中的温控负荷数量较大，当大规模的温控负荷集中参与到需求侧管理中时，由于其具有不同的物理参数，因此需要制定有效的策略来对大规模温控负荷进行有效的控制和调度。

提高间歇性可再生能源利用率的需求——由于全球化石燃料的过度开采和使用导致了温室气体的大量排放，造成全球生态环境日益恶化。于是，许多国家对碳排放逐渐加大控制力度，这直接导致发电企业逐渐减少使用化石燃料发电的发电方式。与此同时开始大力进行可再生能源的开发与利用。作为面对未来能源危机的有效措施，可再生能源在当代电力系统中扮演着越来越重要的角色。根据国际能源署2017年可再生能源报告，2016年全球可再生能源负荷增长量超过150GW，并预测可再生能源发电量在2022年将超过920GW。而这其中，中国占据了40％的可再生能源增长量，占据了可再生能源增长量的很大比重。作为可再生能源增长量大国，中国在2017年已经超前完成了第十三个五年规划(2015-2020)太阳能发电量增长的目标，并预计于2019年完成风能发电量增长的目标。