考虑电网连续调控需求的集群温控负荷灵活性恢复控制

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作者 和学豪 周寒英 +3 位作者 马朋飞 蔡云帆 陈卓 徐宪东 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第7期12-21,共10页

为解决温控负荷参与电网连续调控过程中会发生负荷同步问题,提出一种考虑电网连续调控需求的集群温控负荷灵活性恢复控制方法。首先,根据集群温控负荷负荷同步现象的成因,提出多样性指标以描述集群TCL温度状态丰富和均匀程度。然后,根... 为解决温控负荷参与电网连续调控过程中会发生负荷同步问题,提出一种考虑电网连续调控需求的集群温控负荷灵活性恢复控制方法。首先,根据集群温控负荷负荷同步现象的成因,提出多样性指标以描述集群TCL温度状态丰富和均匀程度。然后,根据多样性指标的特征提出集群温控负荷多样性恢复控制算法,结合高耗能温控负荷过程工艺的约束和控制方法以及参与电网互动的频率控制策略,形成计及多样性恢复的高耗能温控负荷集群调控方法。最后,通过仿真验证所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 恢复控制 集群温控负荷 灵活性 需求响应

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计及离散控制偏差的典型温控负荷态势感知及调控策略 被引量：6

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作者 许鹏 孙毅 +2 位作者 杨万清 李彬 祁兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期6205-6213,共9页

针对温控负荷离散化控制模式导致的临界温度效应累计偏差,提出一种计及离散控制偏差的温控负荷集群调控策略。通过引入修正因子改进负荷可消纳能力评估模型,并以热水器群为主要研究对象,将用户用水行为引入统一负荷模型,提升模型与实际... 针对温控负荷离散化控制模式导致的临界温度效应累计偏差,提出一种计及离散控制偏差的温控负荷集群调控策略。通过引入修正因子改进负荷可消纳能力评估模型,并以热水器群为主要研究对象,将用户用水行为引入统一负荷模型,提升模型与实际环境的拟合性;提出负荷态势计算指标,基于其实时状态,以温度裕度、时间裕度和容量裕度为子指标进行综合,实现对于负荷调控能力的评价。仿真结果证明：综合考虑用户用能需求情况下,引入修正因子和用户行为分析的感知调控策略,可实现精准负荷调控,降低负荷资源储备需求。 展开更多

关键词 温控负荷调控 离散控制偏差 用户行为感知 修正因子 负荷态势

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平抑新能源功率波动的聚合温控负荷改进模型预测控制 被引量：20

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作者 余洋 权丽 +1 位作者 贾雨龙 米增强 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期92-99,共8页

利用需求侧聚合温控负荷(ATCLs)提供负荷跟踪辅助服务以平抑新能源功率波动是一种经济、有效的方法,但对ATCLs的控制可能会影响用户的舒适度。为此,提出一种考虑用户舒适度的ATCLs平衡新能源功率波动控制方法。首先,采用人体热舒适性评... 利用需求侧聚合温控负荷(ATCLs)提供负荷跟踪辅助服务以平抑新能源功率波动是一种经济、有效的方法,但对ATCLs的控制可能会影响用户的舒适度。为此,提出一种考虑用户舒适度的ATCLs平衡新能源功率波动控制方法。首先,采用人体热舒适性评价指标预测平均投票和预测不满意度得到夏季室内舒适温度范围,结合实验方法进一步确定2次调节间最大温度波动范围;然后,利用ATCLs双线性模型,将舒适温度范围和最大温度波动范围作为约束条件,提出一种基于Lyapunov函数的改进模型预测控制(MPC)方法,该方法减少了传统MPC的计算量并缩短了其执行延时,Lyapunov直接法保证了控制的收敛性,且分布式控制的引入降低了对通信系统的要求。仿真结果表明,所提方法在兼顾用户舒适度的前提下,快速平衡供用电之间的功率偏差,提高了电力系统对间歇式新能源的消纳能力。 展开更多

关键词 负荷跟踪 模型预测控制 聚合温控负荷 LYAPUNOV函数 分布式控制

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基于反推控制的聚合温控负荷与发电机励磁协调控制 被引量：8

4

作者 余洋 卢健斌 +3 位作者 谢仁杰 米增强 贾雨龙 张然 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第16期101-110,124,共11页

利用具有储能特性的温控负荷与发电机励磁进行协调控制,可实现电力系统的功角、频率和电压的多指标调控。首先,采用双线性聚合温控负荷模型和发电机励磁模型,推导建立了二者联合的系统数学模型。然后,基于反推控制原理,提出了聚合温控... 利用具有储能特性的温控负荷与发电机励磁进行协调控制,可实现电力系统的功角、频率和电压的多指标调控。首先,采用双线性聚合温控负荷模型和发电机励磁模型,推导建立了二者联合的系统数学模型。然后,基于反推控制原理,提出了聚合温控负荷与发电机励磁的协调控制策略,并从理论上证明了控制器的稳定性。针对控制器设计中的微分'计算爆炸'问题,利用双曲正切的非线性微分跟踪器设计了励磁电压参考量的微分估计算法,降低了参考量微分计算的工作量。最后,通过算例对控制算法进行了仿真验证。结果表明,在协调控制器的作用下,系统功角、频率和电压等多个被控量均可快速地追踪上各自的参考值。对比传统电力系统稳定器励磁控制,温控负荷参与调控能有效改善系统各状态量的动态响应,提高系统稳定性。 展开更多

关键词 聚合温控负荷 发电机励磁 反推控制 协调控制器 多指标控制

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计及用户舒适性与公平性的热泵负荷集群控制策略 被引量：12

5

作者 孙毅 陈一童 +2 位作者 李彬 石坤 薛溟枫 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期122-128,共7页

温控负荷作为一种需求侧典型柔性负荷,具有应用规模大、可调节性强等特点,可通过集中控制辅助实现新能源消纳。以典型温控负荷电热泵作为调控对象,提出了一种计及用户舒适性与公平性的负荷调控策略。该策略考虑温控负荷温度变化对用户... 温控负荷作为一种需求侧典型柔性负荷,具有应用规模大、可调节性强等特点,可通过集中控制辅助实现新能源消纳。以典型温控负荷电热泵作为调控对象,提出了一种计及用户舒适性与公平性的负荷调控策略。该策略考虑温控负荷温度变化对用户舒适度的影响,以平均舒适度与最佳舒适度偏差量最小为目标,建立数学模型并利用自适应粒子群优化算法求取最佳任务分配量;同时计及热泵参与响应的公平性,在负荷集群控制环节引入控制频次约束对调控策略进行修正,以解决单个热泵控制频率过高的问题。通过仿真验证所提调控策略可减少负荷平均舒适度与最佳舒适度偏差量,并有效避免了负荷调控频次过多的现象,提升了温控负荷参与调控过程中的用户体验。 展开更多

关键词 温控负荷 新能源消纳 舒适性 公平性 集群控制策略

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平抑新能源功率波动的集群温控负荷建模及控制 被引量：8

6

作者 余洋 谢仁杰 +3 位作者 卢健斌 米增强 贾雨龙 范辉 《智慧电力》 北大核心 2020年第3期69-75,共7页

针对新能源输出功率的不确定,提出一种采用集群温控负荷平抑新能源功率波动的新思路。基于温控负荷聚合的双线性时间连续模型,推导构建了面向控制的集群温控负荷聚合功率离散模型,利用模型分解的带遗忘因子递推最小二乘法设计了该离散... 针对新能源输出功率的不确定,提出一种采用集群温控负荷平抑新能源功率波动的新思路。基于温控负荷聚合的双线性时间连续模型,推导构建了面向控制的集群温控负荷聚合功率离散模型,利用模型分解的带遗忘因子递推最小二乘法设计了该离散模型的参数辨识方法;鉴于离散模型的非线性特征,根据辨识所得的模型参数,利用反推控制原理设计了一种利用集群温控负荷跟踪间歇式电源功率波动的控制方法。仿真结果证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 间歇式电源 集群温控负荷 双线性模型 参数辨识 反推控制

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基于动态下垂控制的温控负荷一次调频控制策略 被引量：7

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作者 刘辉 吴晓鸣 苏懿 《电力工程技术》 北大核心 2023年第2期48-57,共10页

利用温控负荷(thermostatically controlled load,TCL)作为调频资源参与电网调频是应对高比例可再生能源发电并网导致电力系统维持频率稳定能力下降的有效手段。文中提出一种基于动态下垂控制的TCL一次调频控制策略,考虑聚合商TCL平均... 利用温控负荷(thermostatically controlled load,TCL)作为调频资源参与电网调频是应对高比例可再生能源发电并网导致电力系统维持频率稳定能力下降的有效手段。文中提出一种基于动态下垂控制的TCL一次调频控制策略,考虑聚合商TCL平均温度状态(state of temperature,SOT)、调频容量和系统频率变化率,构建动态下垂控制模型,实时调整下垂控制系数,改变TCL聚合商调频参与度。当向上调频时,锁定关状态TCL;当向下调频时,锁定开状态TCL,确保频率快速恢复至额定值附近。同时,为确保用户的舒适度,利用TCL的SOT优先级排序列表派遣法,确定TCL参与调频顺序。在Matlab/Simulink平台上进行仿真分析,仿真结果验证了文中所提策略在确保用户舒适度、改善频率质量等方面的有效性。 展开更多

关键词 需求响应 温控负荷(TCL) 下垂控制 频率变化率 一次调频 温度状态

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基于需求响应的集群温控负荷建模及参与低频减载策略研究 被引量：50

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作者 戚野白 王丹 +4 位作者 贾宏杰 陈乃仕 卫文婷 刘开欣 范孟华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期751-759,共9页

随着电力系统的广泛互联,低频减载技术作为保障电力系统稳定性的重要手段,具有十分重要的意义。温控负荷以其快速的响应速率和相对较宽的调控区间,逐渐成为基于需求响应的重要减载资源,相较于其他典型家居温控负荷如电空调等,家用电热... 随着电力系统的广泛互联,低频减载技术作为保障电力系统稳定性的重要手段,具有十分重要的意义。温控负荷以其快速的响应速率和相对较宽的调控区间,逐渐成为基于需求响应的重要减载资源,相较于其他典型家居温控负荷如电空调等,家用电热水器具有更宽的温度调节空间且为纯阻性电负荷,因此成为低频减载研究的重点。文中构建了一种由电热水器负荷组成的集群温控负荷模型,同时考虑锁定约束,提出了新型序列化控制策略,以电热水器为调频减载资源,为电力系统频率恢复控制提供辅助服务。首先讨论了电热水器的热力学动态特性,基于电–热耦合关系,建立集群温控负荷模型。然后,设计并建立了需求响应策略架构,包括:1)削减功率计算;2)顶层目标分配;3)设备级指令下达。最后,通过算例评估了预测精度、锁定约束等对调频效果的影响。结果表明:基于文中模型和策略,电热水器负荷构成的集群温控负荷具有较好的频率调节能力特性。 展开更多

关键词 低频减载 需求响应 热水器 集群温控负荷 温度优先序列

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温控负荷提供电力系统辅助服务的关键技术综述 被引量：27

9

作者 姜婷玉 李亚平 +2 位作者 江叶峰 周海强 鞠平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期191-207,共17页

温控负荷能够向电力系统提供多种辅助服务,在提高系统稳定运行能力的同时减少碳排放量,因而已成为国内外研究的关注热点。文中结合国内外研究成果,从参与机制、聚合模型、响应特性、终端层控制方法及架构、电网层控制策略5个方面对温控... 温控负荷能够向电力系统提供多种辅助服务,在提高系统稳定运行能力的同时减少碳排放量,因而已成为国内外研究的关注热点。文中结合国内外研究成果,从参与机制、聚合模型、响应特性、终端层控制方法及架构、电网层控制策略5个方面对温控负荷提供电力系统辅助服务的关键技术进行综述。温控负荷的响应特性和终端层控制方法是构建和落实温控负荷多种控制策略的基础。文中以响应潜力、响应速度以及调控时间尺度为视角对温控负荷的响应特性进行分析,着重从控制与优化的角度对电网调度中的温控负荷控制策略进行分类与介绍。最后,结合“双碳”发展目标对温控负荷进一步的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 温控负荷 辅助服务 参与机制 响应特性 优化控制

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投切型温控负荷一次调频策略及电网侧聚合建模 被引量：10

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作者 聂世豪 李桐 +4 位作者 陈磊 徐飞 张静忠 王运 闵勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期1-11,共11页

温控负荷是一种总体容量巨大的可调资源,参与需求侧响应可有效解决高比例新能源电力系统中一次调频资源短缺的问题。温控负荷具有数量多分布广的特点,同时投切型负荷还具有不可反复改变工作状态的特征。该文针对以上特征提出一种投切型... 温控负荷是一种总体容量巨大的可调资源,参与需求侧响应可有效解决高比例新能源电力系统中一次调频资源短缺的问题。温控负荷具有数量多分布广的特点,同时投切型负荷还具有不可反复改变工作状态的特征。该文针对以上特征提出一种投切型温控负荷参与一次调频的分散式控制策略。该策略在保证用户舒适度的前提下有效提高了电网一次调频能力,不仅频率可以平滑恢复,负荷的调用时间与机会也尽量相同。针对电网一次调频分析的需求,提出对应的调频聚合模型,准确描述海量投切型温控负荷整体响应特性的同时减少了电网计算负担。仿真结果验证了控制策略以及聚合建模方法的有效性。 展开更多

关键词 需求侧响应 温控负荷 聚合模型 一次调频

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计及反弹效应的温控负荷有序削峰策略 被引量：6

11

作者 郑爱霞 吉用丽 +3 位作者 辛建波 范瑞祥 卢树峰 徐青山 《南方电网技术》 北大核心 2017年第11期53-60,共8页

近年来,高峰用电负荷逐年增长,峰谷差进一步拉大,给电网运行带来了很大的压力。因此,以电热水器和空调两种温控负荷作为受控对象,考虑负荷调控过程中出现的反弹效应,基于全时段和分时段两类控制策略,提出了一种负荷调度的线性规划数学模... 近年来,高峰用电负荷逐年增长,峰谷差进一步拉大,给电网运行带来了很大的压力。因此,以电热水器和空调两种温控负荷作为受控对象,考虑负荷调控过程中出现的反弹效应,基于全时段和分时段两类控制策略,提出了一种负荷调度的线性规划数学模型,从而最大程度上实现负荷峰值的有序削减。通过对南京市夏季典型日负荷的调控,分析了不同条件下的峰值削减情况,验证了此模型的有效性。 展开更多

关键词 温控负荷 反弹效应 全时段控制策略 分时段控制策略 有序削峰

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温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法 被引量：16

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作者 刘萌 梁雯 +4 位作者 张晔 程定一 高文龙 韩延峰 井雨刚 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第23期17-23,共7页

作为典型的具有热存储特性负荷,温控负荷具有参与电力系统有功调度与控制的潜能。为了便于分析和控制,提出了一种温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法。分别介绍了温控负荷的单个个体的物理模型和Fokker-P... 作为典型的具有热存储特性负荷,温控负荷具有参与电力系统有功调度与控制的潜能。为了便于分析和控制,提出了一种温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法。分别介绍了温控负荷的单个个体的物理模型和Fokker-Planck方程聚合模型,在此基础上,采用数值拉普拉斯反变换法对Fokker-Planck方程聚合模型进行求解。通过算例仿真验证了温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换解的有效性。对温控负荷进行分散式控制,根据频率调整设定温度,改变其功率需求。把用数值拉普拉斯反变换求解后的温控负荷聚合模型结合到电力系统频率控制模型中,进行频率响应分析。通过对3机9节点系统仿真,验证了该模型结合到电力系统频率仿真模型中控制效果的有效性。 展开更多

关键词 温控负荷 FOKKER-PLANCK方程 负荷群聚合模型 数值拉普拉斯反变换 频率控制

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电动汽车与温控负荷虚拟电厂协同优化控制策略 被引量：12

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作者 屈富敏 赵健 +3 位作者 蔡帜 胡超凡 戴赛 孙芊 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期48-56,共9页

电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务。首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型。在此基础上分析上述两种可控... 电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务。首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型。在此基础上分析上述两种可控负荷在入网和用能过程中的响应特性,并结合两种可控负荷的接入状态,提出了电动汽车和温控负荷虚拟电厂模型来分析虚拟电厂响应能力的时间分布特性。然后,设计了两类虚拟电厂协同优化控制的实现框架,以经济调控成本最低为目标构建了协同优化控制模型,提出考虑温控负荷用能舒适度和电动汽车接入状态变化的序列排序控制策略。最后,通过典型算例验证了协同优化控制策略的有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 温控负荷 虚拟电厂 协同优化控制 序列排序

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适应清洁能源消纳的配电网直接负荷控制模型与仿真 被引量：21

14

作者 艾欣 赵阅群 周树鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第25期4234-4243,共10页

研究配电网中直接负荷控制技术及其改变集中式热力学可控负荷的温度设定点来控制负荷功率的方法。建立以双耦合偏微分方程组为基础的热力学可控负荷传输动态模型,通过有限差分近似为面向控制的有限维状态空间模型。提出适应出力不确定... 研究配电网中直接负荷控制技术及其改变集中式热力学可控负荷的温度设定点来控制负荷功率的方法。建立以双耦合偏微分方程组为基础的热力学可控负荷传输动态模型,通过有限差分近似为面向控制的有限维状态空间模型。提出适应出力不确定性的清洁能源滑模变结构功率跟踪控制策略,利用李亚普诺夫稳定理论验证其收敛性。在小型配电网中,对1 000个制冷空调负荷进行仿真,功率跟踪误差分析结果表明所提方法能有效跟踪风电功率消纳目标,温度设定点控制分析结果表明所提方法的用户可接受百分比达到90%以上。该方法可为需求侧响应负荷在清洁能源消纳的应用提供新的技术途径。 展开更多

关键词 直接负荷控制 需求响应 清洁能源消纳 滑模变结构控制 热力学可控负荷 配电网

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计及开关寿命损耗的温控负荷分布式控制策略 被引量：5

15

作者 李梓瑄 包宇庆 +3 位作者 宋梦 王维 成丽珉 陈晨 《电力工程技术》 北大核心 2022年第4期75-82,共8页

温控负荷(TCLs)作为一种重要的需求侧资源,在平抑可再生能源波动方面具有巨大的潜力。然而,传统TCLs控制策略通常不考虑控制成本以及TCLs开关频率过高导致的寿命损耗。为降低TCLs的开关寿命损耗,文中提出了一种计及开关寿命损耗的TCLs... 温控负荷(TCLs)作为一种重要的需求侧资源,在平抑可再生能源波动方面具有巨大的潜力。然而,传统TCLs控制策略通常不考虑控制成本以及TCLs开关频率过高导致的寿命损耗。为降低TCLs的开关寿命损耗,文中提出了一种计及开关寿命损耗的TCLs分布式协同控制策略。首先引入矫正切换时间的概念,建立计及TCLs热力学特性和开关寿命损耗的控制成本模型;然后引入多智能体一致性控制,采用分布协同式控制方法实现TCLs控制成本最优。算例结果表明,所提控制策略能够反映TCLs热力学特性,在实现控制目标的前提下大大降低开关寿命损耗。 展开更多

关键词 温控负荷(tcls) 需求响应 多智能体 分布式控制 热力学建模 开关寿命损耗

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考虑温控负荷聚合调控的新能源-储能联合规划 被引量：4

16

作者 张伟 罗世刚 +1 位作者 滕婕 白永利 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1901-1912,共12页

新能源合理配置储能对促进新能源消纳、实现减排脱碳具有重要意义。本工作考虑温控负荷聚合调控,围绕电网的低碳减排和承载能力提升,提出新能源-储能联合规划方法。首先,计及等效热容、等效热阻等热力参数建立温控负荷聚合模型,并进一... 新能源合理配置储能对促进新能源消纳、实现减排脱碳具有重要意义。本工作考虑温控负荷聚合调控,围绕电网的低碳减排和承载能力提升,提出新能源-储能联合规划方法。首先,计及等效热容、等效热阻等热力参数建立温控负荷聚合模型,并进一步分析温控负荷与储能协同运行对配电网承载能力的影响。然后,将表征配网承载力的潮流分布均衡指标和表征配网碳足迹的碳排放指标作为目标函数,嵌入经济利润机会约束,构建双层规划模型,外层为选址问题,内层为定容问题。随后,对模型进行二阶锥松弛后,采用麻雀搜索算法+凸优化求解器的混合算法进行高效求解。最后,算例表明储能和温控负荷的协同运行有利于配网潮流时空均匀分布,提高了新能源渗透率并降低了系统的碳排放。 展开更多

关键词 新能源规划 储能配置 温控负荷聚合 承载能力提升 碳约束

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基于数据驱动的聚合空调特性建模及控制策略 被引量：1

17

作者 朱梦岩 包宇庆 +1 位作者 季振亚 王维 《电力工程技术》 北大核心 2023年第2期11-19,共9页

随着越来越多的可控负荷接入电网,空调负荷(air conditioning loads,ACLs)由于其响应速度快、调节潜力大、具有蓄冷储热等特征可作为柔性负荷参与平抑可再生能源引起的波动。在实际对ACLs进行聚合的过程中,室外温度、ACLs的温度和ACLs... 随着越来越多的可控负荷接入电网,空调负荷(air conditioning loads,ACLs)由于其响应速度快、调节潜力大、具有蓄冷储热等特征可作为柔性负荷参与平抑可再生能源引起的波动。在实际对ACLs进行聚合的过程中,室外温度、ACLs的温度和ACLs的数量等外部条件的变化会对聚合模型造成一定的影响。但现有大多数对ACLs的控制方法未考虑聚合ACLs外部特性模型(aggregate ACLs′external model,AAEM)的时变特征。文中提出一种基于数据驱动的AAEM及相应的负荷跟踪控制策略,考虑到基于ACLs热力学特性的ACLs的成本函数,采用神经网络对时变聚合ACLs的AAEM进行快速计算,降低AAEM的计算复杂程度。基于数据驱动的AAEM负荷跟踪控制策略有效减少了ACLs的开关状态切换次数及其调用总成本。基于实际用户的仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 空调负荷(ACLs) 聚合空调负荷外部特性模型(AAEM) 数据驱动 热力学建模 需求响应 负荷控制

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