[发明专利]一种中央空调负荷群参与电力系统调峰的控制策略

权利要求书

1.一种中央空调负荷群参与电力系统调峰的控制策略，包括以下步骤：

（1）负荷终端实时采集中央空调的实时运行信息，包括空调主机开关情况、冷却水进出水设定温度、冷冻水进出水温度、主机功率、末端房间典型量测温度；

（2）负荷终端向中央空调聚合层上传实时运行信息，中央空调聚合层根据中央空调负荷群实时运行状态得到中央空调调峰能力，并定时向电力系统调度中心上传调峰能力；对应最小化中央空调负荷群功率：

其中，是中央空调负荷群功率；

模型约束包括电功率约束以及热过程约束，电功率约束如下：

a）聚合功率约束

其中，表示第i个空调第t个时段下中央空调功率，N表示中央空调数目；

b）功率上下限约束

其中，表示第i个空调第t个时段下中央空调启停状态, 0表示停机，1表示开机，P_min和P_max表示中央空调上下限功率；

c）爬坡约束

考虑中央空调主机压缩机物理特性的限制，中央空调功率爬坡有一定限制：

其中，表示时间段长度，表示第i个空调第t个时段是否从开状态变为关状态, 0表示否，1表示是，表示第i个空调第t个时段是否从关状态变为开状态, 0表示否，1表示是，r_d和r_u表示空调功率下爬坡和上爬坡速率；

d）中央空调关停约束

中央空调主机关机后，需要隔一段时间才能开启

其中，表示最小关停时间，表示最大关停次数；

（3）如果电力系统需要中央空调调峰，调度中心向中央空调聚合层下达调峰任务；接受到调峰任务后，聚合层向中央空调下达相应控制命令，中央空调执行控制命令；

（4）空调主机通过压缩机将低压制冷剂蒸汽压缩为高压蒸汽，制冷剂与冷凝器内的冷却水热交换后，会处于高压液态，通过节流阀后，压力骤降，之后低压液体制冷剂送到蒸发器，与冷水进行热交换后，变为气态；通过以上压力和相变过程，中央空调主机可将电能转化为数倍的制冷量；主机电功率和主机制冷量的关系可以使用三次函数进行拟合

其中P_chiller,e和P_chiller,h是中央空调的电功率和制冷量(W)；a₀，a₁，a₂和a₃是三次函数相应参数；

根据热力学第一定律可以近似得出冷冻水的进出水温度变化模型

其中T_w,l和T_w,e是冷冻水出水和回水温度(℃)；C_w是冷冻水热容(J/℃)；K_w=cv是冷冻水的热导(W/℃)；P_exchange是冷冻水和末端的热交换功率(W)；c是冷冻水的比热容(J/℃∙kg)；v是冷冻水的流量(kg/s)；

风机盘管用于冷冻水和末端交换热量满足

其中是室内平均温度(℃)；K_air-water是热交换热导(W/℃)；

室内平均温度的变化可以用热空间模型描述

其中K_air和C_air是末端房间的热导(W/℃)和热容(J/℃)；T_o是室外温度(℃)；

方程计算参与电力系统调峰的中央空调末端房间的平均温度，定量分析控制中央空调后用户舒适度的影响程度，同时确定中央空调负荷群调峰能力的数学优化模型下的热过程约束。