Page 70 - 电力与能源2021年第八期

4 3 6 霍明霞, 等: 空调—电动汽车群需求响应与分布式电源协调优化策略研究

不平衡问题。文献[ 9 ] 分析了基于价格和激励需 伏电站中光伏电池板总面积为 A , 可得到其t 时
求响应的电动汽车充放电策略, 并在此基础之上 刻的总有功出力:
对我国发展用于电动汽车充放电的需求响应提出 P S t =r ( t ) A η ( 2 )
()
相关 建 议。 文 献 [ 10 ] 建 立 了 计 及 分 布 式 电 源 进而可得光伏出力概率密度函数:
( DistributedGeneration , 简称 DG ) 出力相关性和 S S ) P S t S
()
[ ()]
α - 1
f P S t = Γ ( α t + β t [ ] t
()
)
S
S
EV 需求响应的规划运行双层模型以减小负荷波 Γ ( α t Γ ( )P maxt
β t
()
动。文献[ 11 ] 提出一 种新的分时电价策略引导 P S t S
β - 1
[ 1- ] t ( 3 )
(
EV 参与 需 求 响 应, 并 基 于 此 进 行 了 负 荷 预 测。 P maxt )
()———时 刻t 光 伏 发 电 机 组 的 最 大
文献[ 12 ] 以新能源消纳和电力市场交易为切入 式中 P max t
出力。
点, 对几种柔性负荷进行不同方式的调度, 以期达
到就地消纳新能源、 削峰填谷的目的。 2 家庭式用电负荷模型
为解决农村配电网分布式光伏消纳问题, 本
文提出基于空调 - 电动汽车群需求响应的优化策 2.1 空调群聚合模型
略。首先, 研究配电网内单体和聚合空调负荷及 分散式空调存在着负荷数量多、 容量小、 分布
电动汽车负荷的自由用电特性, 分析其对配电网 分散等特点, 这种分散式的空调远远没有集中式
安全运行带来的影响。其次, 研究空调和电动汽 的空调易于调控, 因此需要专业的负荷聚合手段
车的需求响应特性, 评估柔性负荷响应潜力, 建立 来搭建空调负荷聚合模型。首先提取空调个体建
配电网分布式光伏发 电模型和柔性负荷用电模 模需要的参数: 空调额定功率 P 、 房间等效热容
型。最后, 提出基于价格激励的需求响应策略, 考 C 、 房间等效热阻 R , 然后利用蒙特卡洛模拟的方
虑配电网安全运行边界, 建立分布式光伏和柔性 法构建它们的概率模型。由文献[ 15 ] 可知空调房
负荷协调运行优化模型, 以最大化消纳分布式光 间等效热容 C 、 等 效 热 阻 R 、 能 效 比 均 服 从 高 斯
伏发电量。 分布。
假设某小区有 M 台空调, 每台空调的额定功
1 分布式光伏发电模型 率为 P ; 所有的空调均为定频空调, 本文不考虑变

光伏发电输出功率受辐照、 温度、 湿度等气象 频空调; 每台空调的运行状态为s 。根据大数定
因素影响较大, 其中辐照强度的影响最为明显。 律, 该小区的空调负荷聚合模型的实时功率以及
文献 [ 13 ] 提 出 了 基 于 Beta 、 Lo g normal 以 及 运行状态:
Weibull这 3 种分布建立辐照强度的概率分布模 s ( t ) 1 M s it ( 4 )
()
∑
型, 结果表明 Beta分布的拟合效果相对较好。文 = M i =1
献[ 14 ] 研究了晴朗系数与光伏发电功率的关系, M
()
()
P a g t = ∑ P i s it ( 5 )
得到当晴朗系数在概率上满足 Beta分布时, 光伏 i =1
个体空调运行状态:
发电系统输出功率的概率模型也为 Beta分布。
<
针对光伏电站中的光伏发电单元, 在某一时 ì 0 T ( t+1 ) T min
ï
ï
(
刻t的光照强度服从 Beta分布, 可得其概率密度 s it+1 ) = í 1 T ( t+1 ) T max
>
ï ï
函数: î s it <
() T min <T ( t+1 ) T max
S S ) r ( t ) S r ( t ) S ( 6 )
[()]
β - 1
α - 1
frt = Γ ( α t + β t S [ ] t [ 1- ] t
()
()
)
S
Γ ( α t Γ ( ) r maxt r maxt 根据中心极限定律, 参与聚合的空调数量决
β t
( 1 ) 定了蒙特卡洛 [ 16 ] 模拟的精确度, 并且误差随着空
式中 r max t )——— t 时 刻 最 大 光 照 强 度; α t 和 调数量的增大而减小。在数目没有足够大而空调
(
S
S ——— Beta分布参数。 参数分散范围太广时, 可以将空调按照同质类分
β t
MPPT 控制方式可以使光伏 组 件 保 持 在 最 组聚合, 提高聚合结果的精度。
佳工作点上运行, 此时光电转换总体转化效率处 本文采用分组控制空调负荷的方法, 按照空
在一个固定水平附近, 设该转化效率为 。若光 调的功率把空调分为 M 组, 先聚合每小组里面的
η