【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业控制，具体涉及一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统及方法。
技术介绍
1、空调在现代社会已经成为了一种必不可少的电器设备，特别是在大规模建筑物如商场、写字楼、医院、工厂等公共场所中，人们对空调的需求更为迫切。随着科技水平的提高，现代空调系统也不断升级，从单一的恒温控制模式逐渐过渡到变频调节模式。当前，随着工业生产效率的不断增长和城市化进程的加速，电网面临着越来越大的负荷压力。在供需不平衡的情况下，电网可能面临用电高峰期，其中电力需求超过了电网的供应能力。这种情况下，电网可能会出现负荷过重、电力供应不足等问题，这些问题甚至可能会导致电网的故障或崩溃。
2、为了解决这一问题，一些削峰填谷的响应策略已经被提出，旨在通过调整电力负荷来平衡电力供需关系。目前，主要的响应策略涵盖了不同领域，如工业、商业和住宅等。然而，这些策略往往局限于单独应用于特定类型的负载，例如照明、电动车充电等，而忽视了工业领域中的大规模空调负荷。工业领域的大规模空调负荷在电力需求中占据重要地位，尤其是在夏季高温季节。然而，传统的空调系统通常不具备主动参与电网削峰填谷的能力。因此，需要一种基于大规模空调负荷参与到电网削峰填谷的响应策略来有效应对电网负荷的挑战。
3、在这种背景下，本专利技术提出了一种基于大规模空调负荷参与到电网削峰填谷的响应策略。该策略通过利用先进的工业控制技术和智能化算法，使大规模空调系统能够根据电网的实时负荷状况，灵活调整其运行模式和能耗，以对电力需求进行动态调控。
4、本专利技术的基于
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统及方法，采用了一种主动而及时的空调运行响应策略，使大规模空调系统能够参与电网的削峰填谷。通过根据给定区域电网的预测或实时负荷大小，灵活调整空调设定温度并与负荷曲线互补运行，最大限度地利用空调负荷进行负荷调节。
2、本专利技术提供一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，包括拓扑图、目标函数和约束建立系统、空调间通信建立系统和空调主动响应系统。所述拓扑图、目标函数和约束建立系统用于建立空调网络拓扑图、储能优化系统和空调负荷优化系统，所述储能优化系统包括储能优化目标函数和储能约束，空调负荷优化系统包括空调负荷约束。所述空调间通信建立系统用于根据所述空调网络拓扑图，建立空调之间的通信。所述空调主动响应系统包括调度系统，所述空调主动响应系统基于所述空调之间的通信，通过所述调度系统与所述储能优化系统和空调负荷优化系统结合，共同设计空调主动响应策略，并将所述空调负荷约束和储能约束通过kkt条件进行转换得到最优解，使得空调负荷与电网预测负荷互补运行，实现削峰填谷。
3、进一步的，所述模型建立系统建立空调网络拓扑图的具体方法为：
4、采用集总参数假设建立空调房模型：
5、
6、
7、
8、其中ti，ci，α，分别为墙体分层模型第i层的温度、等效电容和等效电阻，qa，qo分别为室内、外热量，to为室外温度，t1为室内温度，ti为墙体分层模型第i层的温度，t2为墙体分层模型第2层的温度，tn为墙体分层模型第n层的温度；
9、建立室内电气模型：
10、室内电气模型描述了在一定的室外温度条件下，空调系统制冷量与电功率的关系，制冷期间制冷功率可变，稳态时，改变空调制冷功率，使空调的供冷量与室外传热量相同，保持室温维持设定温度；动态时，当设定温度大于实际室温时，空调的制冷功率为0；设定温度小于实际室温时，空调制冷功率为额定功率，空调稳态、动态功率与室内外温度的关系可以表示为：
11、
12、
13、其中qac.i.s和qac.i.d表示稳态和动态制冷功率，tin和tout分别表示室内外温度，tset表示实际室温，qrated表示额定功率；
14、对于室内人体对空气的热辐射情况，把所有人等效为一个温度恒为人体温度的热质量模块，该模块按照人体和空气的热传递系数与所述室内电气模型相连，进行热交换；
15、将空调视作节点，空调之间的信息交互视为连边，将所述空调房模型和室内电气模型导入节点，构建拓扑图。
16、进一步的，储能优化系统中，为使收益最大，建立所述储能优化目标函数，公式如下：
17、
18、其中，为t时刻市场电价，max cess为最大收益，为t时刻储能系统放电功率，为t时刻储能系统充电功率；
19、储能优化系统具有如下储能约束：
20、约束一：在由于蓄电池容量须考虑其上限和下限，因此有以下容量约束，为不等式约束：
21、
22、λ+、λ-为储能系统的充、放电效率，qt为蓄电池容量，mmax为储能设备的最大容量；
23、约束二：荷电状态约束为等式约束：
24、q1＝qt＝q0
25、q0为储能设备初始容量，qt为储能设备总时间段内容量，q1为储能设备终止时间容量，所述荷电状态约束表示在优化期间，储能设备初始容量q0和储能设备终止时间容量q1必须相等；
26、约束三：充放电约束为不等式约束：
27、
28、
29、其中ut为布尔变量，表示储能系统处于充电或者放电状态，和分别表示储能设备的最大充电、放电功率。
30、进一步的，空调负荷优化系统具有如下空调负荷约束：
31、约束一：房间热力学约束：
32、
33、
34、
35、其中，表示在时间t第i台空调所在的室内温度，为在时间t+1第i台空调所在的室内温度，表示在时间t第i台空调所在的室外温度，表示与温度相关的系数，表示空调的温度增益，δt为调控时间间隔，ci为第i个房间的等效空气热容量，ri是第i个房间的等效热阻，γk代表空调的效率，表示空调i在t时刻的输出功率，为空调温度增益；
36、约束二：空调i在t时刻的输出功率满足如下的约束：
37、
38、其中，为空调i的最小功率，为空调i的额定功率；
39、约束三：空调i所调节的室内温度满足如下的温度约束：
40、
41、其中，ts为用户所设定的温度设定值，δt为所设定的温度可变化范围，即在空调i的调控作用下，室内的温度变化范围为[ts-δt，ts+δt]。
42、进一步的，所述空调间通信建立系统建立空调之间的通信的具体方法为：
43、将图论应用于大规模空调系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
7.一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应方法，其特征在于：
10.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在运行时执行如权利要求1-9中的任一项所述的信息交互方法。
【技术特征摘要】
1.一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的一种大规模空调负荷参与电网削峰填谷的响应系统，其特征在于：
6.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢峰，周贤富，蒋钟，董寒宇，徐俊，邢翼，王柯，李越玮，郑松松，侯加庆，王振宇，齐蓓，胡文博，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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