基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法技术

本申请提供一种基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，在每个调峰周期内执行以下步骤：基于集群评估指标确定参与调峰的空气源热泵集群并向其发布集群调峰任务；参与调峰的空气源热泵集群根据接收到的集群调峰任务确定本调峰周期的集群调整量，如果所述集群调整量大于其包含的所有空气源热泵供热系统的可调容量之和，则调度其包含的全部空气源热泵供热系统按照各自的可调容量进行本调峰周期的电网调峰，否则基于容量拼图调度其包含的各个空气源热泵供热系统进行本调峰周期的电网调峰。本申请提供的电网调峰方法，基于容量拼图思想对空气源热泵负荷参与电力系统调峰响应进行双层优化调度，能够实现精确地追踪负荷曲线的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法


[0001]本申请属于新能源及电网控制
，具体地，提供一种基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法。

技术介绍

[0002]由空气源热泵供热系统组成的空气源热泵集群参与电力系统调峰响应的流程一般是在响应的前一天向电力系统上报其响应能力，电力系统将综合考虑“源网储荷”各方面的因素，向各空气源热泵聚合商下达负荷曲线，聚合商在响应当天需要调控其管辖的供热系统按照分配到的负荷曲线用电，因此，空气源热泵集群参与电力系统调峰一般包括根据不同聚合商上报的集群调峰能力向不同的空气源热泵集群分配调峰任务，以及聚合商根据收到的调峰任务对集群中的各个空气源热泵系统进行优化调度的过程。
[0003]目前，已有不少针对空气源热泵在配电网层面的优化控制问题所进行的研究，例如，有的控制方法针对电热泵温度变化与调控频次会给用户正常使用带来诸多影响，提出了计及用户舒适性与公平性的负荷调控策略；此外，还有的方法以供暖系统的热舒适性、经济性和节能性为优化目标，通过Hooke
‑
Jeeves算法与粒子群算法结合得出空气源热泵在时间控制策略下的最优运行时间等，再如，专利CN113606750A提出了提供了一种空气源热泵负荷的调峰控制指令优化分配方法及系统，该方法以空气源热泵聚合层所辖负荷的总温度变化最小为目的，构建目标函数以得到空气源热泵负荷优化调度模型；根据建立的模型确定需要调度的空气源热泵负荷所在楼宇和数量并控制对应的空气源热泵负荷的开启或关闭。
[0004]上述这些空气源热泵供暖系统的控制策略研究多集中在提高用户供暖舒适度和优化设备运行方面，缺乏在电网层面如何对供热站下达合适的调控指令以满足电网经济运行的研究；此外，目前国内的空气源热泵聚合商一般会将分配到的任务量平均分给每个其管辖的供热系统，但这样的分配方式并不科学，不能兼顾到每一个供热系统的响应能力。

技术实现思路

[0005]为解决上述有现有技术中存在的问题，本申请提出一种基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，该方法针对分布于不同空间位置的空气源热泵集群，基于容量拼图思想对空气源热泵负荷参与电力系统调峰响应进行双层优化调度，在调控流程中，需要进行多次空气源热泵集群间的指标计算及任务分配，和多次供热系统间的排序，供热系统集群之间按集群评价指标进行任务分配，供热站间按照指标权重顺序投入响应，根据提出的调峰响应调控方法进行调度，以达到精确地追踪负荷曲线的效果。
[0006]本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，用于控制多个空气源热泵集群进行电网调峰，每个空气源热泵集群包括多个空气源热泵供热系统，其中，该方法在每个调峰周期内执行以下步骤：
[0008]S1，基于集群调峰能力指标确定参与调峰的空气源热泵集群并向其发布集群调峰任务；
[0009]S2，参与调峰的空气源热泵集群根据接收到的集群调峰任务确定本调峰周期的集群调整量，如果所述集群调整量大于其包含的所有空气源热泵供热系统的可调容量之和，则调度其包含的全部空气源热泵供热系统按照各自的可调容量进行本调峰周期的电网调峰，否则基于容量拼图调度其包含的各个空气源热泵供热系统进行本调峰周期的电网调峰。
[0010]优选地，所述集群调整量包括集群向上调整量或集群向下调整量；以及，每个空气源热泵供热系统的可调容量包括向上可调容量及向下可调容量。
[0011]进一步地，每个空气源热泵供热系统的可调容量基于下式确定：
[0012]W
adjust
＝P
adjust
·
t
adjust
，
[0013]其中，W
adjust
、P
adjust
、t
adjust
分别为该空气源热泵电网调峰方法的可调容量、可调功率及可调时间。
[0014]进一步地，所述t
adjust
根据对该空气源热泵供热系统的供热空间温度变化的预测结果确定。
[0015]进一步地，任意一个空气源热泵集群的集群调峰能力指标i
cluster
具体为：
[0016]i
cluster
＝λ
N
N
n
+λ
P
P
n
+λαα
n
，
[0017]其中，N
n
、P
n
、α
n
分别为该空气源热泵集群的供热系统数量指标、集群可调功率指标以及热泵负荷重要度指标，λ
N
、λ
P
、及λ
α
为权重系数。
[0018]进一步地，所述N
n
具体为：
[0019][0020]其中，n为该空气源热泵集群包含的空气源热泵供热系统的数量，n
max
为各个空气源热泵集群各自包含的空气源热泵供热系统的数量的最大值，n
min
为各个空气源热泵集群各自包含的空气源热泵供热系统的数量的最小值；
[0021]所述P
n
具体为：
[0022][0023]其中，为该空气源热泵集群的平均可调功率，为各个空气源热泵集群的平均可调功率的最大值，为各个空气源热泵集群的平均可调功率的最小值；
[0024]所述α
n
具体为：
[0025][0026]其中，∑P
adjust
为该空气源热泵集群包含的全部空气源热泵供热系统的可调功率之和，P
all
为该空气源热泵集群所在区域的全部用电负荷的总功率。
[0027]进一步地，步骤S2中，参与调峰的空气源热泵集群基于容量拼图调度其包含的各个空气源热泵供热系统进行本调峰周期的电网调峰，具体包括以下步骤：
[0028]S21：将拟调度周期的起始时刻与结束时刻设置为本调峰周期的起始时刻与结束
时刻；
[0029]S22：将所有t
adjust
大于拟调度周期的时长τ的空气源热泵供热系统作为拟调度周期内参与电网调峰的备选供热系统；
[0030]S23：计算所有备选供热系统在拟调度周期内的可调功率之和
[0031]S24：如果满足本次调峰周期的功率指标，则根据各个备选供热系统的系统调峰能力指标i
ASHP
选择拟调度周期内参与电网调峰的空气源热泵供热系统并为其分配电网调峰任务，否则将拟调度周期的时长τ减去步长Δτ后重新设置为拟调度周期的时长τ以及重新设置拟调度周期的结束时刻，然后返回执行步骤S22；
[0032]S25：如果拟调度周期的结束时刻达到本调峰周期的结束时刻，则结束本调峰周期的电网调峰，否则将拟调度周期的结束时刻重新设置为拟调度周期的开始时刻，将本调峰周期的结束时刻重新设置为拟调度周期的结束时刻，然后返回执行步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，用于控制多个空气源热泵集群进行电网调峰，每个空气源热泵集群包括多个空气源热泵供热系统，其特征在于，在每个调峰周期内执行以下步骤：S1，基于集群调峰能力指标确定参与调峰的空气源热泵集群并向其发布集群调峰任务；S2，参与调峰的空气源热泵集群根据接收到的集群调峰任务确定本调峰周期的集群调整量，如果所述集群调整量大于其包含的所有空气源热泵供热系统的可调容量之和，则调度其包含的全部空气源热泵供热系统按照各自的可调容量进行本调峰周期的电网调峰，否则基于容量拼图调度其包含的各个空气源热泵供热系统进行本调峰周期的电网调峰。2.根据权利要求1所述的基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，其特征在于：所述集群调整量包括集群向上调整量或集群向下调整量；以及，每个空气源热泵供热系统的可调容量包括向上可调容量及向下可调容量。3.根据权利要求1所述的基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，其特征在于，每个空气源热泵供热系统的可调容量基于下式确定：W
adjust
＝P
adjust
·
t
adjust
，其中，W
adjust
、P
adjust
、t
adjust
分别为该空气源热泵电网调峰方法的可调容量、可调功率及可调时间。4.根据权利要求3所述的基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，其特征在于：所述t
adjust
根据对该空气源热泵供热系统的供热空间温度变化的预测结果确定。5.根据权利要求1所述的基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，其特征在于，任意一个空气源热泵集群的集群调峰能力指标i
cluster
具体为：i
cluster
＝λ
N
N
n
+λ
P
P
n
+λ
α
α
n
，其中，N
n
、P
n
、α
n
分别为该空气源热泵集群的供热系统数量指标、集群可调功率指标以及热泵负荷重要度指标，λ
N
、λ
P
、及λ
α
为权重系数。6.根据权利要求5所述的基于容量拼图的空气源热泵电网调峰方法，其特征在于，所述N
n
具体为：其中，n为该空气源热泵集群包含的空气源热泵供热系统的数量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲延滨，姜帅豪，宋蕙慧，宋宗勋，许晓康，刘萌，高嵩，宋子龙，刘永明，徐有琳，姚晓琳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：