Page 53 - 电力与能源2021年第三期
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霍明霞, 等: 面向分布式光伏消纳的空调负荷需求响应策略                                   3 5
                                                                                                      1
                       ,    ———室内和室外温度; R , C ———空                                            ()()
                                                                  SOC ( t ) =                        ·
              式中  T in T out                                                 T max -T out+ η RP actst
                                             ———空 调 制 冷                             T max -T min
              调房的 等 效 热 阻 和 等 效 热 容; Q ac
                                                                                τ             τ
                                                       ();
                                                                               - RC )
                                              ()
              量, 它与空调功率之间的关系为 Q act = η P act                            ( 1- e    +SOC ( t ) e - RC  ( 11 )
                                    (
              η ———空调 能 效 比; P ac t )———空 调 用 电 功 率;          1.2.3  空调负荷聚合模型
              s ( t )———空调运行状态, 取 0 或 1 ; τ ———控制时间                M 台空调在 t 时刻的聚合功率:
              间隔; t ———当前时刻。                                                       M
                                                                                         () ()
                                                                        P a gg t ) =  P ac , its it   ( 12 )
                                                                            (
                                                ,
                                                     ]
                   空调负荷需要将温度控制在[ T min T max 之间                                   ∑
                                                                                  i =1
              才能满足人体对舒适度的要求, 由此得到该温度                               当聚合的空调数目足够大时, 根据大数定律
              范围内空调运行特性以及启停时间参数。空调负                            得到 M 台空调聚合后的功率:
                                                                                 M
              荷运行特性如图 3 所示。
                                                                                       ()
                                                                      P a gg t ) =  ∑ P ac , it · p on , it  ( 13 )
                                                                                               ()
                                                                          (
                                                                                i =1
                                                                                        ()
                                                                                     t oni
                                                                              P on , i =              ( 14 )
                                                                                      t c
                                                                         ———第i台空调的开机概率。
                                                               式中   p on , i
                                                                   若每台空调的开机概率 p on 和用电功率 p ac 相
                                                               同时, 可将式( 13 ) 简化为
                                                                                           ()
                                                                              (
                                                                          P a gg t ) =p onMP act      ( 15 )
                                                                   在小时级日前调度中, 将聚合后的空调功率
                                                               视为整体进行调度。因此, 式( 11 ) 中的功率也将
                                                               以空调的平均功率作为替代。
                            图 3  空调负荷运行特性                                              P a gg t )
                                                                                           (
                                                                       T max -T out+ η R
                          RC   æ η P ac R+T max -T outö                                   M           - RC )
                                                                                                       τ
                    t on =   ln ç                 ÷    ( 5 )  SOC ( t ) =                     ·( 1- e     +
                           τ   è η P ac R+T min -T out ø                     Tmax -T min
                                                                                          τ
                              RC   æ T min -T out ö                          SOC ( t-1 ) e - RC       ( 16 )
                        t off =  ln ç         ÷        ( 6 )
                               τ   è T max -T outø
                                                              2  用户舒适度价格补偿模型
                                                       ( 7 )
                              t c =t on + t off
                       ,      ———空调最大连续开启时间、 最                     为激励用户在光伏发电较多时段增加自身的
              式中  t ont off 和t c
              大连续关闭时间和控制周期。                                    用电量以达到消纳光伏的目的, 电网需要给予空
              1.2.2  虚拟储能模型                                    调聚合商一定的价格补偿才能使其下辖用户通过
                   与传统储能设备特性相似, 空调负荷能够将                        牺牲舒适度来调整自身用电量。电网补偿价格与
              电 能 以 热 能 的 形 式 存 储 于 所 属 建 筑 物 中      [ 13-14 ] 。  空调负荷设定温度之间的关系如图 4 所示。
              室内温度越高, 储能量越小; 室内温度越低, 储能
              量越大。因此, 定义空调的荷电状态 SOC 为当前
              房间储能量 E room 与房间总储能量 E C 的比值。当
                                   ]
                              ,
              室内温度在 [ T min T max 范围时, 等同 于 SOC 在
              [ 0 , 1 ] 范围内变化。
                                             ())
                                 C ( T max -T int
                            ()
                       E room t =                      ( 8 )
                                        η
                                              )                   图 4  补偿价格 Δ p 与空调设定温度调整量 ΔT set 的关系
                            ()
                         E c t =  C ( T max -T min     ( 9 )
                                       η                           从图 4 中可以看出: 在补偿价格较低时用户
                                  ()
                                                 ()
                    SOC ( t ) =  E room t  =  T max -T int  ( 10 )  不会调节设定温度, 只有当 Δ p 超过a 值后空调
                                E c      T max -T min          负荷才会开始响应, 随着补偿价格的增加其设定
                   结合式 ( 4 ) 可 得 空 调 虚 拟 储 能 SOC 的 递           温度调整量也会增大; 当 Δ p 超过b 值后, 受人体
              推式:                                              舒适度约束, 用户的设定温度达到人体可承受的
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