[发明专利]一种温控负荷能效电厂的频率控制策略的获取方法

说明书

本发明公开了一种温控负荷能效电厂的频率控制策略获取方法，包括：步骤S1，通过等值热力学参数(ETP)模型描述热泵的控制温度动态过程，并根据用户的舒适温度范围确定单体热泵的可控域，根据所述等值热力学参数模型以及单体热泵的可控域获得温控负荷能效电厂的频率调节模型；步骤S2，通过定义热泵的温度状态参数(SOT)与响应时间裕度作为频率控制参数，确定热泵的状态切换顺序，获得基于温控负荷能效电厂的频率控制策略；步骤S3，通过仿真验证所提出控制策略的有效性。实施本发明，可以温控负荷数量与调频能力的实时变化，保证控制温度始终在舒适温度范围内。

技术领域

本发明涉及电力调度技术领域，尤其涉及一种温控负荷能效电厂的频率控制策略的获取方法。

背景技术

温控负荷作为热储能设备，具有良好的储能特性，适合参与需求侧响应。基于温控负荷的频率响应控制存在以下特征：温控负荷通常安装后即不再移动，可全天接入电力系统长时间参与频率调节；对于热泵或空调类的温控负荷，外界环境温度或建筑物保温性能会影响温控负荷制热或热冷效果，间接影响负荷开关状态可持续时长；热泵等暖通空调设备代替传统的燃煤采暖设施为居民供热，能够减少二氧化硫等有毒有害气体排放，具有环保效益；温控负荷能够代替传统发电厂及储能设备为系统提供旋转备用容量与频率调节服务，一方面能减少电力系统运行建设成本，另一方面能使用户在参与过程中获得一定的收入，具有良好的经济效益。在一些用场合，例如在温控负荷能效电厂，需要对温控负荷能效电厂的热泵的效率进行控制，从而尽量使用温度控制在用户期望的温度附近。但是现有的技术中，如何对温控负荷能效电厂进行频率控制策略非常复杂，且调节的效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种温控负荷能效电厂的频率控制策略获取方法，可以温控负荷数量与调频能力的实时变化，最大限度避免了热泵触碰可控域的边界，能保证控制温度始终在舒适温度范围内，可满足用户需求。

为了解决所述技术问题，本发明所采用的技术方案为：提供一种温控负荷能效电厂的频率控制策略获取方法，其包括如下步骤：

步骤S1，通过等值热力学参数模型描述热泵的控制温度动态过程，并根据用户的舒适温度范围确定单体热泵的可控域，根据所述等值热力学参数模型以及单体热泵的可控域获得温控负荷能效电厂的频率调节模型；

步骤S2，通过定义热泵的温度状态参数(SOT)与响应时间裕度作为频率控制参数，确定热泵的状态切换顺序，获得基于温控负荷能效电厂的频率控制策略；

步骤S3，通过仿真验证所提出控制策略的有效性。

优选地，所述步骤S1进一步包括：

电采暖热泵通过驱动压缩机为建筑屋供热，当采暖热泵打开时，将电能转化为热能，使得室内温度上升；当热泵被关闭时，热泵停止供热，不消耗电能，建筑物内储存热量慢慢流失，导致室内温度下降。

步骤S10，使用等值热力学参数(ETP)模型描述单个热泵的热力学模型，其中流入建筑物的热量通过与ETP模型耦合的恒温控制热泵装置提供，由下式获得所述的ETP模型的二阶微分方程：

其中，T_in为室内空气温度；T_m为室内物质温度；T₀为室外环境温度；Q为热泵的热比率；R₂为室内物质热阻；R₁为室内空气热阻；C_a为室内空气热容；C_m为室内物质热容；

步骤S11，对所述ETP模型的二阶微分方程进行简化，获得所述ETP模型的一阶表达形式，所述一阶表达形式定义了用户设定的最舒适温度用户舒适温度范围的最大值与最小值以及单体热泵的动态曲线，其中，通过所述与确定单体热泵的可控域；

步骤S12，通过公式描述单体热泵的温度上升及下降过程，具体地：