Page 52 - 电力与能源2021年第三期

3 1 4 霍明霞, 等: 面向分布式光伏消纳的空调负荷需求响应策略

纳的条件下, 建立了多时间尺度调度模型; 文献
[ 5 ] 结合光伏扶贫地区的源 - 荷特性, 提出了考虑
出力不确定性和需求不确定性双侧的光伏消纳能
力评估模型。此外, 需求侧响应对新能源消纳效
果也较为明显, 特别是近几年, 空调负荷成为一种
重要的需求响应手段。文献[ 6 ] 提出了一种考虑 图 1 分布式光伏电站系统图
照强度服从 Beta分布, 可得其概率密度函数:
储能系统和空调负荷的主动配电网多目标调度优
S S
S
S
化方法, 以充分消纳可再生分布式能源并降低配 Γ ( α t + β t ) r ( t ) ö α - 1 æ r ( t ) ö β t - 1
t
æ
(())
frt = S ) S ç () ÷ ç 1- () ÷
β t è
网负荷峰谷差。文献[ 7 ] 针对不同类型的空调负 Γ ( α t Γ ( )r maxt ø è r maxt ø
( 1 )
荷具有不同调度潜力的特点, 提出了一种考虑不
()——— t时刻最大光照强度; α t -1 和
同空调负荷特性的多尺度微网优化调度策略。文 式中 r maxt S
S
献[ 8 ] 研究了空调负荷群的分类方法, 并提出空调 β t -1 ——— Beta分布参数。
负荷群参与电网调节的优化调度策略以改善电网 MPPT 控制方式可以使光伏 组 件 保 持 在 最
佳工作点上运行, 此时光电转换总体转化效率处
负荷的峰谷特性。文献[ 9 ] 设计了含可控空调负
在一个固定水平附近, 设该转化效率为 。若光
荷群的调度控制构架, 提出了一种计及空调负荷 η
伏电站中光伏电池板总面积为 A , 可得到其t 时
群控 制 的 源 - 荷 协 同 优 化 调 度 模 型 方 法。 文 献
[ 10 ] 提出基于负荷曲线等效斜率的需求响应功率 刻的总有功出力:
()
量化方法增加光伏消纳能力, 缓解由于光伏减少 P S t =r ( t ) A η ( 2 )
进而可得光伏出力概率密度函数:
造成的电网功率不平衡问题。
S S
()
()
S
S
这些文献大多在较短时间尺度上对空调负荷 Γ ( α t + β t ) P S t ö α - 1 æ P S t ö β t - 1
t
æ
( ())
f P S t = S S ç ( ÷ ç 1- ( ÷
)
β t è
运行特性进行研究, 如日内小时级或分钟级的空 Γ ( α t Γ ( )P maxt ) ø è P maxt ) ø
( 3 )
调负荷响应策略以及优化调度策略, 对于日前尺
()———时 刻t 光 伏 发 电 机 组 的 最 大
度上电网调度与空调负荷聚合模型相结合的研究 式中 P max t
较少。为此, 本文以包含分布式光伏发电、 一般电 出力。
负荷和空调负荷的农村配电网为例, 提出一种考 1.2 空调负荷模型
1.2.1 等效热参数模型
虑空调负荷聚合特性以及用户舒适度的需求响应
策略, 通过价格补偿机制激励空调负荷用户在光 空调属于温控负荷, 通常采用等效热参数模
型( E q uivalentThermalParameter , 简称 ETP ) 进
伏发电较多时段改变用电需求, 以减少弃光, 实现
行描述, 该模型将房间参数等效为热阻、 热容等电
可再生能源消纳最大化。
路元件, 用等效电路模拟房间内的吸放热过程。
1 农村配电网系统模型 精度较高的 ETP 三阶状态方程, 由于考虑的热交
换参数较多且结构复杂, 导致计算效率较低。当
1.1 分布式光伏出力模型
忽略内外墙温度差异以及室内空气温度与热质温
我国农村的光伏发电一般以光伏电站的形式
存在, 并且分布在多个居民用电区域附近。光伏 度的差异时, 可以得到简化后的空调系统一阶热
力学模型 [ 12 ] 和与之对应的温度 - 功率关系。空调
电站中含有大量的光伏电池板, 将其按照特定方
负荷一阶 ETP 模型如图 2 所示。
式组合成光伏电池阵列就可获得较大功率的电能
输出, 发电系统组成如图 1 所示。为了保持不同
辐照强度下利用太阳能的效率最佳, 使用最大功
率点跟踪( MaximumPowerPointTrackin g 简称
,
MPPT ) 进行发电。
[ 11 ]
图 2 空调负荷一阶 ETP 模型
光伏发电输出功率受辐照、 温度、 湿度等气象
T int+1 ) T outt+1 ) -Q actRs ( t ) -
()
(
(
=
因素影响较大, 其中辐照强度的影响最为明显。 τ
(
( T outt+1 ) -Q act ) Rs ( t ) -T int )) e RC ( 4 )
(
(
光伏电站中的光伏发电单元, 在某一时刻t 的光