一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法及系统，此种方法通过比较实时电价和投标电价大小来实时调控室内温度设定值，不涉及市场清算价格，降低了控制的复杂性。通过需求投标使空调用户参与电力市场交易和电价竞争以增强电网稳定性和实现需求侧节能。该方法设计了用户热舒适性设置模块，使空调用户从被动参与需求响应变为按照用户个人意愿主动参与需求响应，同时尊重用户个性化的热舒适偏好。在电价较低时该方法通过调整室内温度设定值来预冷或预热房间从而实现房间负荷转移。与常规控制方法相比，此方法既能在保证用户热舒适性的前提下进行需求响应，又能根据实时电价的波动趋势调整用电行为以此降低空调系统能耗和运行费用。低空调系统能耗和运行费用。低空调系统能耗和运行费用。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源调控
，具体为一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会的迅猛发展，人们对电能的需求量也急剧增长。全社会用电量增长的同时需求侧在尖峰用电时段产生的电力峰值负荷也持续攀升，电力负荷峰谷差不断拉大的前提下出现冬夏电力负荷双峰并峙现象。然而，夏季空调制冷和冬季空调制热造成的峰值用电是造成这一现象的主要原因之一。使用空调导致的尖峰耗电也已逐渐成为威胁电网安全、引起电力供需矛盾的主要因素之一。对于空调等用电设备造成的短暂电网尖峰用电，如果一贯依靠在供电侧增加装机容量来满足，那不仅需要付出巨额的投资，还会浪费社会资源。需求响应(Demand Response,DR)可以在不增加装机容量、利用现有发电设施的前提下，通过调控需求侧用电资源在用电高峰或用电低谷时期响应电网实现调峰或填谷，进而缓解电网供需矛盾。
[0003]在传统的空调负荷需求响应中，空调用户只能被动接受电力市场的电价信息并调整用电行为，忽视了用户的主观意愿和个人热舒适偏好。实时电价在需求响应中的应用潜力较大，然而目前缺乏实时电价参与空调系统需求响应方面的研究，若在整个运行期间允许电力用户以电力需求投标到电力市场的方式主动参与电力市场交易，根据实时电价的波动趋势调整用电行为，则有利于系统实现灵活用能，节省能耗并能保证用户个性化的热舒适偏好。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法及系统，利用交易控制(Transactive Control，TC)实现需求响应的策略及装置，能通过比较实时电价和投标电价确定室内温度设定值，不涉及市场清算价格，降低了控制的复杂性，在需求响应时段为电网提供需求响应服务，同时保证用户的热舒适性，在无需求响应事件时节约系统能耗，降低空调系统运行成本。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、获取电网的电价数据，其包括实时电价、设定时间段内的平均电价和电价的标准差；
[0008]步骤2、根据电价参数、以及舒适系数和设定的室内温度设定阈值，并依据投标电价计算方法确定用户的投标电价；
[0009]步骤3、确定投标电价与实时电价的电价差，并将该差值与设定的电价差阈值比较，根据比较结果确定温度调整量，当室内空气温度处于热舒适温度范围以内，根据温度调整量使室内空气温度在最短时间内调整到期望的室内空气温度；
[0010]当室内温度处于室内热舒适温度范围以外，根据经济性指标和舒适性指标调控室内空气温度，使室内空气温度在最短时间内将调整到期望的室内空气温度。
[0011]优选的，步骤2中所述投标电价包括制冷工况的投标电价和制热工况的投标电价；
[0012]所述制冷工况的投标电价的计算方法如下：
[0013][0014]所述制热工况的投标电价如下：
[0015][0016]式中：P
mean
为设定时间的平均电价，σ为设定时间的电价标准差，为t时刻的投标电价，为t时刻的室内空气温度；为t时刻的用户期望的室内空气温度；为t时刻的室内最小温度设定值，为t时刻的室内最大温度设定值，为t时刻的室内空气温度；k
t
为t时刻舒适系数。
[0017]优选的，步骤3中采用温度调整量调控室内温度设定值，使室内空气温度在最短时间内调整到期望的室内空气温度。
[0018]优选的，步骤3中当则温度调整量取温度调整范围中趋近于最大值的调整值，根据调整值调节室内温度设定值；
[0019]当则温度调整量取温度调整范围中趋近于最小值的调整值，根据调整值调节室内温度设定值；
[0020]优选的，步骤4中根据经济性指标调控室内空气温度的方法如下：
[0021]室内空气温度不在热舒适范围内时(当不成立时)，对室内热舒适性要求高的用户使对室内热舒适要求低的用户允许在高电价时刻出现不成立的情况，因此跳过此步骤，执行下一个步骤
[0022]其中，为t时刻室内最小温度设定值，为t时刻室内最大温度设定值，为t时刻室内温度设定值，为t时刻空调用户期望的室内空气温度。
[0023]优选的，步骤4中，当室内空气温度在热舒适温度范围内(当成立))且处于预冷或预热时刻时，确定温度设定值的方法如下：
[0024]在夏季制冷工况，将定义为夏季预冷时刻，在冬季制热工况，将定义为冬季预热时刻，允许用户自由选择是否预冷或预热房间；
[0025]所述预冷时刻，若空调用户在夏季工况选择预冷房间，室内温度设定值为室内最小温度设定值，否则室内温度设定值为空调用户期望的室内空气温度；
[0026]所述预热时刻，若空调用户在冬季工况选择预热房间，室内温度设定值为室内最大温度设定值，否则室内温度设定值为空调用户期望的室内空气温度。
[0027]优选的，步骤4中，当室内空气温度在热舒适温度范围内，且处于非预冷或预热时
刻(不成立)，以及处于需求响应时刻时(成立)，夏季工况确定温度设定值的方法如下：
[0028]夏季工况时，
[0029]当冬季工况时，其中，为t时刻电网提供的实时电价，为t时刻空调用户的投标电价，为空调用户设定的t时刻最大电价差，为t时刻室内温度设定值，为t时刻室内最小温度设定值，为t时刻室内最大温度设定值。
[0030]优选的，步骤4中，当室内空气温度在热舒适温度范围内且处于非预冷或预热时刻，以及非需求响应时刻时(不成立)，制冷工况确定温度设定值的方法如下：
[0031]当t时刻室内温度设定值并且不能低于t时刻室内最小温度设定值当t时刻的室内温度设定值低于t时刻室内最小温度设定值时，t时刻室内温度设定值等于t时刻室内最小温度设定值
[0032]当不成立时，并且不高于t时刻室内最大温度设定值当t时刻的室内温度设定值高于t时刻室内最大温度设定值t时刻室内温度设定值等于t时刻室内最大温度设定值
[0033]优选的，步骤4中，当室内空气温度在热舒适温度范围内且处于非预冷或预热时刻，以及非需求响应时刻时，制热工况确定温度设定值的方法如下：
[0034]当t时刻室内温度设定值并且不高于t时刻室内最大温度设定值当t时刻室内温度设定值高于时t时刻室内最大温度设定值t时刻室内温度设定值等于t时刻室内最大温度设定值
[0035]当t时刻室内温度设定值并且不低于t时刻室内最小温度设定值当t时刻室内温度设定值低于t时刻室内最小温度设定值时，t时刻室内温度设定值等于t时刻室内最下温度设定值
[0036]一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法的系统，包括，
[0037]采集模块，用于获取电网的电价数据，其包括实时电价、设定时间段内的平均电价和电价的标准差，室内空气温度；
[0038]热舒适性设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取电网的电价数据，其包括实时电价、设定时间段内的平均电价和电价的标准差；步骤2、根据电价参数、以及舒适系数和设定的室内温度设定阈值，并依据投标电价计算方法确定用户的投标电价；步骤3、确定投标电价与实时电价的电价差，并将该差值与设定的电价差阈值比较，根据比较结果确定温度调整量，当室内空气温度处于热舒适温度范围以内，根据温度调整量使室内空气温度在最短时间内调整到期望的室内空气温度；当室内温度处于室内热舒适温度范围以外，根据经济性指标和舒适性指标调控室内空气温度，使室内空气温度在最短时间内将调整到期望的室内空气温度。2.根据权利要求1所述的一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，步骤2中所述投标电价包括制冷工况的投标电价和制热工况的投标电价；所述制冷工况的投标电价的计算方法如下：所述制热工况的投标电价如下：式中：P
mean
为设定时间的平均电价，σ为设定时间的电价标准差，为t时刻的投标电价，为t时刻的室内空气温度；为t时刻的用户期望的室内空气温度；为t时刻的室内最小温度设定值，为t时刻的室内最大温度设定值，为t时刻的室内空气温度；k
t
为t时刻舒适系数。3.根据权利要求1所述的一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，步骤3中采用温度调整量调控室内温度设定值，使室内空气温度在最短时间内调整到期望的室内空气温度。4.根据权利要求3所述的一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，步骤3中当则温度调整量取温度调整范围中趋近于最大值的调整值，根据调整值调节室内温度设定值；当则温度调整量取温度调整范围中趋近于最小值的调整值，根据调整值调节室内温度设定值。5.根据权利要求1所述的一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，步骤4中根据经济性指标调控室内空气温度的方法如下：室内空气温度不在热舒适范围内时，对室内热舒适性要求高的用户使对室内热舒适要求低的用户允许在高电价时刻出现不成立的情况，因此跳过此步骤，执行下一个步骤其中，为t时刻室内最小温度设定值，为t时刻室内最大温度设定值，为t时刻
室内温度设定值，为t时刻空调用户期望的室内空气温度。6.根据权利要求1所述的一种考虑交易控制的集中空调系统需求响应方法，其特征在于，步骤4中，当室内空气温度在热舒适温度范围内且处于预冷或预热时刻时，确定温度设定值的方法如下：在夏季制冷工况，将定义为夏季预冷时刻，在冬季制热工况，将定义为冬季预热时刻，允许用户自由选择是否预冷或预热房间；所述预冷时刻，若空调用户在夏季工况选择预冷房间，室内温度设定值为室内最小温度设定值，否则室内温度设定值为空调用户期望的室内空气温度；所述预热时刻，若空调用户在冬季工况选择预热房间，室内温度设定值为室内最大温度设定值，否则室...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆龙，熊成燕，孙哲，吴潇，刘娇，雷雨，韦应安，李泽阳，徐生鹏，杨文，
申请(专利权)人：中建三局安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：