[发明专利]一种基于负荷可塑性的柔性负荷可调节能力量化方法及系统

说明书

本发明公开一种基于负荷可塑性的柔性负荷可调节能力量化方法及系统，通过居民不同用电行为特性下的空调负荷曲线，计算了某一调控温度范围、特定情况下的空调负荷可塑性大小得到了其可上下调节容量。针对当前居民用电行为特性，通过对其家庭结构、出行活动的分析，研究对比了居民负荷工作日与非工作日的空调负荷曲线及空调不同设定温度对空调负荷的影响，并对一定温度范围、特定情况下的柔性负荷可塑性大小进行了计算，有效评估了柔性负荷的可调节能力，为电力系统制定合理调度计划、参与需求侧响应等提供了参考。

技术领域

本发明属于电力系统城市电网柔性负荷领域，涉及城市电网柔性负荷评估的各个方面的方法研究，具体为一种基于负荷可塑性的柔性负荷可调节能力量化方法。

背景技术

当下电力需求增长很快，给我国电力供需平衡的维持带来巨大挑战，逐年增多的空调，使得夏季降温负荷及冬季取暖负荷成为两季高峰负荷的主要组成部分。柔性负荷为这一问题的解决提供了多种灵活方式，缓解高峰时段的供电压力，提高低谷时段电力设备的利用率，还能在系统出现频率波动时主动参与有功调节，减少系统的运行成本，促进了碳达峰、碳中和目标进程。温控负荷是一类具有良好的热储能特性的热力学可控负荷，因具有快速响应、能量存储、高可控性等优点逐渐成为柔性负荷的主要研究对象之一。温控负荷主要包括空调、冰箱、热水器等，其中空调负荷因其高负荷占比和大调节潜力成为了温控负荷研究重点。

发明内容

本发明的目的在于简化可调节能力量化评估过程，提出一种基于负荷可塑性的柔性负荷可调节能力量化方法，目前大多数研究了不同控制策略下负荷变化情况，虽然室内温度始终维持在舒适范围，但未考虑用户用电行为特性对空调负荷的实际使用需求和用电习惯，导致实际调节效果较预期出现偏差，并且现有研究主要是通过比较复杂的计算方法获得其不同负荷可塑性，其过程比较繁琐。本发明主要考虑了用户用电行为特性对空调负荷的实际使用需求及用电习惯，通过负荷曲线更直接的得到负荷可塑性大小进而有效评估负荷的可调节能力，更加简洁明了。

技术方案：本发明公开一种基于负荷可塑性的柔性负荷可调节能力量化方法，包括以下步骤：

步骤1：获取室外温度及空调额定功率，初始的室内温度等于室外温度；

步骤2：制定特定时间段室内温度上下限；

步骤3：根据特定时间段室内温度上下限通过预先构建的空调机组的等效热参数模型计算特定时间段空调负荷允许最大、最小运行功率；

步骤4：分别叠加区域内特定时间段所有空调负荷允许的最大运行功率和最小运行功率，通过区域内所有空调负荷允许的最大运行功率和最小运行功率之差量化柔性负荷可调节能力。

进一步地：所述空调机组的等效热参数模型的计算公式为：

T_in,t+1＝T_out,t+1-(T_out,t+1-T_in,t)e^-Δt/RC,S_AC＝0

T_in,t+1＝(ηPR+T_in,t-T_out,t+1)e^-Δt/RC+T_out,t+1-ηPR,S_AC＝1

式中，T_in,t和T_in,t+1分别表示t时刻和t+1时刻的室内温度；T_out,t+1为t+1时刻的室外温度；e^-Δt/RC为热耗参数，Δt为时间间隔，R为等效热阻，C为等效热容；η为空调负荷效率；P为空调负荷的运行功率；S_AC为空调启停状态变量，取1表示启动，取0表示停止。