[发明专利]考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率建模方法

说明书

本发明公开了一种考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率建模方法，包括在调节温度设定值后，利用状态队列模型分析调节后的空调群温度状态分布；总结不同的温度状态转移过程，并针对空调群聚合功率的跌落过程进行建模；引入对用户调节行为随机性的考虑，对已提出的空调聚合模型进行修正。本发明汇集了等效热参数模型和状态队列模型的优点，避免了调节过程中应用等效热参数模型需要的大量计算和状态队列模型在调节后产生的功率震荡问题，计算所得结果具有较高的精度和实用性，能够有效减少调度时计算量和实时通信压力。

技术领域

本发明涉及一种考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率建模方法，属于能源调控技术领域。

背景技术

随着可再生能源的大规模接入和城市中心高峰负荷逐年增长，系统平衡资源需求激增。温控负荷具有易于控制、可调度潜力大的特点，可通过负荷聚合商聚合海量温控负荷，参与主网的调控运行。其中空调负荷所占比例最高，在削峰填谷、维护电力系统稳定、提供辅助服务等方面具有较大潜力，随着其在电网中所占比例的提升，对空调负荷模型的需求也逐步提高。

目前，对空调负荷的独立负荷模型研究较多，主要集中在一阶热力学等值模型和二阶及以上模型的建立和改进。但是独立负荷模型忽视了负荷的聚合性和多样性，没有考虑聚合时负荷同时动作带来的影响。等效热参数模型是最常用的空调独立模型，使用蒙特卡洛法聚合计算聚合功率时计算量较大、耗时较长。

而空调负荷在参与调度时通常以负荷群的形式出现，因此希望能实现较高的精度和较少的计算量并存。常用的状态队列模型具有如下特点：状态队列模型的计算量与负荷数量无关。但是空调在状态队列模型下会丢失负荷多样性，统一调度时聚合功率会产生振荡。

大规模空调负荷的聚合建模是研究空调负荷为系统提供各种辅助服务的关键问题之一，对于实现空调负荷参与需求响应，为电力系统提供辅助服务有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率建模方法，以调节空调温度设定值的方法为基础，在考虑室外环境温度变化和用户调节行为随机性的背景下，基于状态队列模型的思路建立了简化的空调负荷聚合功率模型，能够有效减少调度时计算量和实时通信压力。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种考虑用户调节行为随机性的空调负荷聚合功率建模方法，包括：

仿真不同温度设定值时空调聚合功率的变化过程，以及仿真不同温度设定值时空调温度状态转移过程；

根据仿真分析结果，构建调节温度设定值时空调群的聚合功率模型；

结合用户调节行为随机性对所构建的空调群聚合功率模型进行修正；所述用户调节行为随机性是指，用户接收指令后实际调节温度设定值的行为称为用户调节行为，用户调节行为服从随机分布。

进一步的，所述仿真不同温度设定值时空调聚合功率的变化过程，包括：

建立单台空调的等效热参数模型；

其中，为T_in(t)的导数，T_in(t)为t时刻室内温度，T_o为室外温度，C为房间等效热容，R为房间等效热阻，s(t)为t时刻空调的开关状态，P_c＝ηP为空调制冷/热功率，其中η为能耗比，P为空调的额定功率，T_set为空调温度设定值，δ为温度死区带宽，T_low和T_high分别为空调切换开关状态时室内温度的下限和上限，ε_t为仿真时间步长；