[发明专利]一种基于变频空调的三相配电网调压方法

说明书

本发明公开了一种基于变频空调的三相配电网调压方法，包括以下步骤：S10，进行潮流和三相不平衡度进行计算，确定配电网状态，配电网各节点电压和不平衡度调节所需的功率S20，根据空调的状态，利用Affinity Propagation(AP)聚类算法对空调进行分类确定参与调节的优先级；S30，根据调节所需的功率和调节的优先级，确定调节所需的空调数量和每台被分配的调节功率；S40，根据调节功率来改变空调的压缩机频率；S50，更新房间温度，准备下一次调节。本发明通过空调管理对配电网进行调压，保证电能质量。

技术领域

本发明属于电力电子领域，具体涉及一种基于变频空调的三相配电网调压方法。

背景技术

随着环境问题和能源紧缺日益严峻，国家大力促进能源消费结构的改变，近些年光伏和电动汽车产业快速发展。自2011年起，中国、日本、美国开始着手大力发展太阳能光伏产业，促进了全球光伏产业迅速发展。2017年，全球光伏市场发展迅猛，2017年全年新增装机容量超过98GW，同比去年增长了28.95％，全球累计装机容量已经超过402.5GW，呈现出良好的发展势头。传统市场，如美国、日本新增装机容量分别达到10.6GW和7GW，依然保持强劲发展势头。同时，新兴市场也在不断涌现，光伏应用在亚洲、拉丁美洲进一步扩大，如印度和巴西2017年新增装机容量分别约为9.1GW和0.9GW。

2002年，我国光伏行业开始起步。我国在光伏发电技术研发工作上开展了晶体硅高效电池、非晶硅薄膜电池、碲化镉和铜铟硒薄膜电池、晶硅薄膜电池以及应用系统的关键技术的研究，大幅度提高了光伏发电技术和产业的水平，缩短了光伏发电制造业与国际水平的差距。2010年后，在欧洲经历光伏产业需求放缓的背景下，我国光伏产业迅速崛起，成为全球光伏产业发展的主要动力。2017年度，我国光伏新增并网装机量达到53GW，同比增长超过50％，累计并网装机量高达131GW，位居全球首位。虽然2018年光伏新政出台短期内会造成国内新增光伏装机量下降，但是随着光伏发电行业已经迈入了平价上网时代，未来国内光伏行业仍具有巨大的发展空间。

近年来，全球电动汽车市场同样快速地成长，电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353522辆电动汽车，同比增长56.78％；其中，电动乘用车323864辆，占比91.61％(电动乘用车指“双80”车，即最高时速80km/h以上，同时一次充电续航里程80km以上)；电动客车及电动专用车29658辆，占比8.39％。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。美国的通用、福特、特斯拉公司，日本的丰田、日产及本田公司，欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。从全球主要汽车生产厂家的销量和发展计划来看，目前，“低排放”汽车(主要指混合动力汽车)经过长时间的发展，技术最为成熟，已进入快速增长期，其销量、增幅和占比都远远高于其他车型；随着动力电池性能的提升及充电基础设施建设的完善，“零排放”汽车(主要指纯电动汽车)也逐渐走上产业化的道路，特别是小型的纯电动汽车更是发展迅速。

大规模的光伏和电动汽车充电器整合到电网中将影响配电网的供电质量。光伏发电的出力存在间歇性和随机性，当大规模并网时，配电网会受到干扰。当光伏出力超过负载时，会产生反向电流，导致配电网的节点出现过压问题。此外，当光伏出力不足时，电能供应不足，配电网节点出现欠压问题。

随着信息和通信技术的发展，由于灵活负载的用电量可以在一定时间段内灵活变化，因此可以通过需求响应参与电网的电压调节。在众多的灵活负载中，空调作为最常见的设备，由于其基数和能耗占比大，因此具有非常大调节潜力。空调根据其压缩机的工作特性可以分为定频空调和变频空调，定频空调压缩机的工作状态分为开和关两种状态。变频空调能够控制压缩机的工作频率从而改变运行功率。因此，与定频空调相比，变频空调调节过程更加灵活。

为解决大规模可再生能源并网引起配电网电压波动，需调度空调参与配电网电压调节，达到削峰填谷的效果。然而现有技术主要针对空调提供电力储能，对于空调参与配电网电压调节的技术方案非常欠缺。

发明内容