[发明专利]一种空调负荷群需求响应潜力定量评估方法

说明书

本发明公开了一种空调负荷群需求响应潜力定量评估方法，从需求响应量及需求响应持续时间两个角度对空调负荷需求响应潜力进行计算，建立了空调负荷群的聚合模型，对空调负荷群需求响应潜力进行定量评估。本发明可以准确地定量评估空调负荷群需求响应量、需求响应持续时间及室内平均温度改变量三者之间，为空调负荷参与需求响应的控制策略提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及一种空调负荷群需求响应潜力定量评估方法，属于电力系统需求响应潜力评估技术领域。

背景技术

随着电力市场的发展及完善，电力系统的利益主体逐步多元化，需求侧资源在竞争市场中重新被认识。在电力市场竞争中引入需求响应，通过价格信号或激励信号改变用户惯有的用电模式，增加需求侧在市场中的作用。需求响应可以为多方电网运行参与者提供利益，包括：降低用户用电成本，减缓新增装机容量速度，增加可再生能源发电接纳容量，降低电力输配成本，提高电力系统应急能力，提高电力系统运行灵活性等。

空调负荷所属建筑具有热储存能力，在数分钟～几十分钟内调整运行状态对用户舒适度的影响很小，被视作重要的需求响应资源。其需求响应潜力受到用户对温度需求及外界环境的影响，并且空调负荷室内温度变化与其运行功率密切相关，因此需要考虑用户舒适度，结合需求响应持续时间对空调负荷需求响应潜力进行评估，尤其需要定量评估空调负荷群需求响应量、需求响应持续时间及室内平均温度改变量三者之间的关系。

发明内容

发明目的：本发明提出一种空调负荷群需求响应潜力定量评估方法，定量评估空调负荷群需求响应量、需求响应持续时间及室内平均温度改变量三者之间的关系。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种空调负荷群需求响应潜力定量评估方法，包括以下步骤：

1)根据空调负荷历史运行数据、室内外温度环境及空调设备参数，建立单个空调负荷运行模型，确定单个空调负荷运行模型参数；

2)根据空调负荷地理位置及其运行参数，运用K-means聚类算法对空调负荷进行聚类分组；

3)根据建筑物热储能特性以及单个空调负荷运行模型，将各空调负荷组等效成一个聚合空调，建立空调负荷组的聚合功率模型；

4)根据需求响应过程中天气情况以及用户对室内温度的需求，计算各个空调负荷组需求响应潜力；

5)计算所有空调负荷整体需求响应潜力。

所述步骤1)通过收集各个空调负荷历史运行数据参数，建立空调负荷热力学等效热参数模型，具体如下：

其中，i为空调负荷序号；T_i(t)表示t时刻空调负荷温度；T_o(t)表示t时刻外部环境温度；u_i(t)∈{0,1}表示空调负荷运行状态，u_i(t)＝1表示开启，u_i(t)＝0表示关闭；R_i为等效热阻；C_i为等效热容；Q_i为空调额定功率；η_i为空调能效比；Δt为控制步长；e为自然底常数。

所述步骤2)还包括以下步骤：

i)根据空调负荷所属地理位置，对空调负荷进行第一步分组；

ii)根据各组内的空调负荷等效热阻、等效热容及空调负荷能效比，运用K-means算法进行进一步聚类分组。

所述步骤3)包括：

i)计算聚合空调等效热容C_eq

其中，C_i为空调负荷i的等效热容，N为聚合组内的空调负荷数量；