【技术实现步骤摘要】
一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法
[0001]本专利技术属于空调负荷可调潜力
，具体涉及一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法。
技术介绍
[0002]农村能源清洁低碳发展是双碳目标实现的关键要素，农村电网作为连接农村能源供需两侧的枢纽，如何挖掘农村能源电力领域碳减排潜力，推动农村电能替代负荷及分散式灵活性资源促进新能源消纳成为难点。当前新型电力系统建设的大背景下，电网优化调度模式不再局限于传统配电网电源侧调用，而需充分挖掘用户资源潜力，提升对用户侧资源的调动能力，增加系统调节的主动性，用户侧可调节资源多样，本专利技术主要针对商业建筑中空调负荷可调度潜力进行研究，商业负荷主要由空调、电梯、通风、安防、消防、照明等多个部分组成，除通风、安防、消防等常开系统外，其他部分均有明显的时段性，从夏季白天时段来看，其白天温度较高，同时客流量也较多，因此相应的空调负荷也最高，电梯、照明等负荷与气候非强相关，具有时段性，全年负荷较平稳；根据能源部的调查，商业建筑的用电量约占总用电量的36％，据粗略估计，在多区域商业建筑中，暖通空调(HVAC)消耗了大约40％的电能，商业建筑巨大的电能消耗和巨大的蓄热能力使其成为需求响应的候选对象，以实现能量调度、负荷均衡、电力平滑等多项功能；因此，提供一种充分挖掘可调度潜力、提升调动能力、提升电网平衡能力的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法是非常有必要的。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种充分挖掘可调度潜力、提升调动能力、...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1：商业建筑空调负荷可调度潜力评估；步骤2：聚合空调负荷群可调度潜力评估；步骤3：算例分析。2.如权利要求1所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的步骤1中的商业建筑空调负荷可调度潜力评估具体为：常见的空调控制策略一般有开关控制和调整温度设定值两种，开关控制的潜力最大，但会对设备和用户的用电舒适度造成影响，属于刚性控制；调整温度设定值策略属于柔性控制，可以依托空调本身的恒温控制器来控制温度设定值的变化，无需直接对空调进行开关，对电器和用户的影响较小，在实际中应用更为广泛，采用对楼宇空调采用调整温度设定值策略，并通过EnergyPlus能耗分析对其进行可调度潜力评估。3.如权利要求2所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的EnergyPlus对单个典型建筑响应潜力进行评估包括以下步骤：步骤1.1：输入某典型建筑模型数据和该地区典型气象数据，仿真基准情况下该类型建筑的全年用电功率；步骤1.2：在模型文件中其它参数不变的情况下，调整HVAC系统单元中空调温度设定值Δθ
set
再进行仿真分析；步骤1.3：详细分析Δθ
set
变化前后建筑用电功率的改变值，计算建筑在调节HVAC策略下的响应潜力；采用全局温度控制即GTA策略，即所有空调负荷的温度设定值调整量Δθ
set
相同，假设用户响应标准差δ
h
与Δθ
set
之间呈线性相关关系：δ
h
＝kΔθ
set
，即，温度设定值调整量越大，用户响应的个性化、离散程度越大。4.如权利要求1所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的步骤2中的聚合空调负荷群可调度潜力评估包括：空调负荷聚合模型和空调负荷需求响应削峰潜力。5.如权利要求4所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的空调负荷聚合模型具体为：典型商业建筑分成大型办公楼、中型办公楼、小型办公楼、仓库、零售百货、宾馆共16类，其可调度负荷主要为空调设备，在热环境中，人体的热舒适标准为：温度为24.5℃，相对湿度为50％，而人体可以接受的温度上限是26～28℃，相对湿度范围是30％～60％，这表明，在一定的温湿度范围内，短时间内让室温升高或降低，并不会影响到人体舒适度，而调整室内温度对空调能耗的影响非常大，在电网出现功率不平衡时，可短期微调建筑物内部空调的温度设定值，在不影响用户用电体验的同时，节约大量电力，起到需求响应效果；空调负荷作为重要的互动资源，当前最主要的空调负荷建模方法是等效热参数模型，空调负荷的热力学特性主要是热储存特性和绝热特性，以空调负荷制冷为例，根据热力学原理可以得到单个空调负荷模型，其一阶常微分方程方程表示为：根据热力学原理可以得到单个空调负荷模型，其一阶常微分方程方程表示为：式中，i为房间序数；T
a
为室外温度，单位℃；T
i
为房间i室内温度，单位℃；C
i
为房间i热容,单位kWh/℃；P
i
(t)
为t时刻房间i空调运行功率，单位kW；η为空调能效比；G
i
为i绝热参数，单位kW/℃，m
i
(t)为空调i在t时刻的开关状态，1表示开，0表示关；T
set,i
表示空调设定温度；δ为温度死区；单个空调负荷对电网的影响很小，因此需要将空调进行聚合，进行有效地控制，以达到互动效果，由于空调负荷制冷原理相同，房间内温度变化及储热的热力学原理相同，而且室内温度相差不大，因此可以将多个空调房间进行聚合，得到一个聚合空调。6.如权利要求5所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的空调负荷聚合模型采用基于蒙特卡洛模拟法的空调负荷聚合模型，蒙特卡洛模拟法是一种基于随机抽样的统计试验方法，基本原理是通过数字模拟试验，得到所要求解的出现某种事件的概率，作为问题的近似解，蒙特卡洛模拟方法包括以下步骤：步骤2.11：构建问题的概率分布模型：对于本身就具有随机性质的问题，主要是正确描述和模拟这个概率过程，对于本来不是随机性质的确定性问题，就需要先构造一个人为的概率过程，它的某些参量正好是所要求问题的解；步骤2.12：实现从已知概率分布抽样：根据概率分布抽取随机变量或者随机向量；步骤2.13：建立各种估计量：实现模拟实验之后，需要确定一个随机变量为模型的解，建立各种估计量，相当于对模拟实验结果进行考察和登记，从中选择问题的解；分散式空调负荷在聚合时各自的参数以及初始状态具有随机性，各空调工作过程是相对独立、互不干扰的随机过程，采用蒙特卡洛模拟法可以有效地实现空调负荷参数的多样性，因此采用基于蒙特卡洛的抽样统计方法，建立了空调负荷的聚合模型：首先提取空调个体建模需要的参数：空调额定功率P、房间等效热容C、房间等效热阻R，然后利用蒙特卡洛模拟的方法构建概率模型，空调房间等效热容C、等效热阻R、能效比均服从高斯分布,最后从参数空间中按照各参数的概率分布进行抽样，每次抽取的结果分别作为各个个体空调模型的运行参数,假设某商业建筑有M台空调，每台空调的额定功率为P
i
，所有的空调均为定频空调，每台空调的运行状态为S
i
，根据大数定律，该小区的空调负荷聚合模型的实时功率以及运行状态为：个体空调的运行状态为：根据中心极限定律，参与聚合的空调数量决定了蒙特卡洛模拟的精确度，且误差随着空调数量的增大而减小，在参与聚合的空调台数足够大的场景下，蒙特卡洛法聚合所得的结果误差近似为零，精确度极高，在数目没有足够大而空调参数分散范围太广时，可以将空调按照同质类分组聚合，提高聚合结果的精度，个体空调模型里面的参数取值服从一定的概率分布，不同空调的取值相对独立，但又有一定的关联，比如功率越大的个体空调，其房间的面积一般会更大，那么房间的等效热容和等效热阻的取值也会更大，为了得到更精准的结果，可以将空调按照不同功率进行分组，不同组的聚合模型的参数具有不同的概率分布模型，能效比、等效热容和等效热阻在一定范围内按照概率模型随机选取，概率分布为高斯型连续分布，考虑空调额定制冷量Q
r
、房间等效热阻R和房间等效热容C的差异形成的异质性，以内部参数差异较大的受控群为研究对象，提出分组及聚类预处理的方法，使得同一聚类群中受控端的参数尽可能相似，无论是家用还是工商业用
定频空调，其额定制冷量遵循一定的规格，呈现出数值离散化特征，使得根据额定制冷量大小将空调群分成有限组，组内空调额定制冷量相同成为了可能，在预处理阶段，先将具有相同额定制冷量的空调分为一组，共m组；分组后，对于第p(1≤p≤m)个空调组，通过聚类降低组内个体响应速度即温升/温降速率之间的差异；当空调所处区域室外温度相同时，位于同一状态单元即室内温度相近、启停状态一致的空调其温升/温降速率与两项指标和有关，在实际应用中，负荷聚合商可通过参数辨识得到这两项特征指标。7.如权利要求6所述的一种商业建筑空调负荷可调度潜力评估方法，其特征在于：所述的空调负荷聚合模型采用模糊C
‑
均值聚类算法，基于这两项指标对m个空调组分别进行聚类，每组形成q个聚类群，用各聚类中心分别代表m
×
q个聚类群群内个体的特征指标，具体包括以下步骤：步骤
①
：设X为经额定制冷量分组后，第p个空调组中全体n
p
个空调的两项特征指标构成的数据矩阵，记x
技术研发人员：祖文静，李鹏，田春筝，李慧璇，杨萌，郑永乐，张艺涵，张泓楷，杨钦臣，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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