电力市场中配电网的空调群调控策略侯永亮

电力市场中配电网的空调群调控策略侯永亮

侯永亮王子维孙昊孟涛

（国网河北省电力公司石家庄供电分公司河北石家庄050000）

摘要：电力市场中配电网的空调群调控策略为了减少电力市场下售电公司的实际执行与交易结果的考核偏差,提出一种基于变频空调负荷模型的直接控制策略来跟踪馈线负荷计划值。该策略利用离散傅里叶变换和比例—积分(PI)控制求出变频空调群的调度需求量,通过改变变频空调温度设定值来实现调度需求。仿真结果表明,该策略以较低的动作次数和温度变化度便能实现馈线首端实际负荷对计划负荷曲线的跟踪,降低售电公司的考核电量,不仅改善了配电网功率平衡问题,同时也提高了售电公司的收益。

关键词：变频空调；控制；策略

引言

随着能源和环境问题的日益突出，光伏、风电等分布式电源接入配电网已成为配电网发展的重要趋势。分布式光伏接入配电网可实现能量的就地平衡，避免了远距离输电的投资和损耗；同时，清洁、可再生光伏电源的接入可以替代传统的化石能源，改善能源结构。由于光伏电源的输出功率具有随机性、波动性，大量分布式光伏的接入也给电网带来了电压波动与闪变以及电压越限等电能质量问题，危害配电网系统的安全稳定运行。电压越限问题已成为限制分布式光伏电源在配电网中的规模和渗透率的主要因素之一。而电压问题的主要成因即为电源与负荷功率不平衡。当光伏出力过剩，负荷无法消耗时，容易发生电压越上限；当光伏出力不足而负荷加重时，容易发生电压越下限。文献从机理上分析了馈线上不同位置、不同容量的光伏发电对馈线电压的影响，得出当光伏发电向配电网注入过多的有功功率时会导致低压馈线过电压的结论。从稳态和暂态两方面分析了高渗透率光伏对电压的影响，结果表明高渗透光伏发电可能会导致过电压的情况发生。文献指出在光伏渗透率高的低压配电网中，当较高的光伏发电量恰逢较低的用户负荷消耗时，易发生并网点电压越上限情况。

1变频空调特性

在配电网中存在着大量可中断负荷资源,例如：空调、热水器、冰箱和电动汽车等。基于引言中提到的原因,本文将以变频空调作为控制主体来补偿馈线上的功率偏差。近年来,随着变频技术的发展和成本的降低,变频空调依靠着控温精确、节能省电的优势受到越来越多消费者的青睐,在空调总数中的比例也不断上升,根据《2016中国空调产业白皮书》显示,变频空调的数量在空调总数中的比例达到了58%,已经超过原有的定频空调,成为主流。变频空调与传统定频空调最大的不同就在于温度控制上。定频空调是通过空调的启停,将室内温度维持在一个区间[Tmin,Tmax]内,Tmax和Tmin分别为室内温度的上下限；而变频空调是根据调节压缩机的频率来改变制冷量,使得室温能够基本维持在温度设定值Tset。根据文献[22],可以推导出在t时段,变频空调实时功率Pt、制冷量Qt与频率ft之间的关系。

式中ε1为1min平均误差指标的控制目标。参照《南方区域发电厂并网运行管理细则(2017版)》,考核机制多以电量为主,而只有当功率实时平衡才能减少对电网的冲击,这也是电网发展的未来趋势。故本文出于上述考虑,以功率作为考核对象。综合上述,本文中的全天RMSE控制目标εd,15min的RMSE控制目标ε15和1min平均误差控制目标ε1分别取3%,5%和15%。

3结语

本文提出了一种基于光伏空调协调优化的有源配电网经济调压策略，以经济性和网损为目标，在光伏出力较强，配电网内出现电压越限问题时优化分配了各光伏电源与空调负荷的调节量，从而达到经济调压的目的。对空调负荷较大，出现电压越下限的情况，本文也可实现对电压的调节，维持电压的稳定。本策略中，电网公司在用较低的成本实现调压的同时，优化了系统的潮流分布，减少了网损；负荷集中商也通过参与调节，获得了收益；空调负荷的补偿单价为用户自身确定，一定程度上满足了用户自身的利益需求；调节结束后空调负荷可以用较低的功率维持室内温度，进一步提高了用户的收益；通过减少光伏电源的“弃光”量，最大程度实现了光伏发电的消纳。

参考文献：

[1]张开宇．智能电网环境下负荷聚合商的市场化交易策略研究［Ｄ］．上海：上海交通大学，２０１５．

[2]韩增旺，唐世君，赖军．国内外冷却服的发展现状及关键技术［Ｊ］．中国个体防护装备，２００９（４）：１１－１４．