【技术实现步骤摘要】
变频空调集群参与调频时电力系统的频率响应模型
[0001]本专利技术属于电力系统频率调整
，具体涉及变频空调集群使用负荷虚拟同步机控制时，电网的频率响应模型。
技术介绍
[0002]由于电能不能大量存储，电力系统发电量需要与用电负荷实时平衡。但是由于负荷不能准确预测，以及电力系统内可能出现的各种故障，电力系统的发电功率和用电功率保持完全相等。有功功率的不平衡导致电网频率在额定值附近上下波动，传统的频率调节方式是调节发电量以平衡负荷的波动。新能源发电大规模接入电网使电网呈现低惯量特性，伴随新能源本身的不可调度性，给传统的调频方式带来困难。调节传统发电机组平衡负荷以及新能源的波动会造成资源浪费，损耗发电机叶片，经济成本过高。
[0003]调节负荷消耗的功率以实现有功功率的平衡经济成本较低，被称为需求侧响应。变频空调作为柔性负荷的典型代表，特征在于短暂关闭不会对用户体验造成明显的影响。控制大量变频空调构成的空调集群参与频率调节，可以在扰动发生时，以较低的经济成本提供MW级的调频功率。需求侧资源参与调频后，需要构建新的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.变频空调集群参与调频时电力系统的频率响应模型，其特征在于，包括降阶的电力系统频率响应模型和变频空调集群等效模型；变频空调集群等效模型，包括两个压缩机控制器，其一是调温控制器，用于维持建筑物室内温度，其二是调频控制器，用于提供调频服务；压缩机模型，用于计算压缩机电磁功率和转速变化量；热交换模型，其一是空调内部换热器热交换部分，表征制冷剂在冷凝器和换热器内进行热交换，实现制冷的过程，其二是建筑物热交换部分，用于计算在制冷量Q下，建筑物内部的温度变化过程，计算结果作为调温控制器的输入。2.根据权利要求1所述的压缩机控制器，其特征在于，将虚拟同步机控制策略下变频空调提供的虚拟惯量等效到发电机转子上，得到同步发电机，变频空调集群共同参与频率调节时，系统频率变化的微分方程；由控制理论，空调集群提供的虚拟惯量可以等效为反馈控制中的微分控制作用，调频控制器采用比例微分控制模拟负荷集群的一次调频和惯量支撑作用；调温控制器采用比例控制；两个控制器共同控制压缩机的转速从而改变消耗的功率，在提供调频服务的同时兼顾空调用户的舒适度。3.根据权利要求1所述的压缩机模块，其特征在于，通过同步电动机的功角特性计算电磁功率变化，通过同步电动机转子运动方程计算电机转子转速变化量；压缩机驱动电机的机械功率与转子转速成正比，功角δ较小时，sin(δ)≈δ；驱动电机电磁功率变化量的传递函数为：驱动电机转速变化量的传递函数为：其中，P
e
(s)，ω
r
(s)，ω
c
(s)分别为压缩机电磁功率，变频器输出电压角频率和压缩机转子角速度的复频域函数；E为定子感应电动势，U为定子电压，H
c
为压缩机惯性时间常数，X为电动机同步电抗，k
c
为压缩机机械功率与转子转速的比值。4.根据权利要求1所述的热交换模型，其特征在于，包含空调内部换热器的换热过程和建筑物内温度变化的过程；换热器内制冷剂的质量流量直接影响制冷量Q，制冷量近似和压缩机转速成正比，比例系数为k
Q
；换热器内的制冷剂具有热惯量，T
H
表示热交换过程的时间常数；兼顾计算量和精确度，采用一阶等效热参数(Equivalent Thermal P...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩杨，葛基伟，周梦，张明岳，杨平，王丛岭，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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