一种利用空调负荷调控降低电网尖峰负荷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力需求响应领域，一种基于空调负荷/HVAC系统调控的面向电网调 峰需求的降低电网尖峰负荷的方法，可应用于电力需求响应中的用户侧负荷调控策略分 配。
【背景技术】
[0002] 根据国家电力调度中心统计，我国电网峰谷差逐年增大，多数电网高峰负荷增长 幅度在10%左右甚至更高，而低谷负荷增长幅度则维持在5%左右甚至更低，峰谷差的增 加幅度大于负荷的增长幅度，电网最大峰谷差的增加大于平均峰谷差的增加。调峰是电网 必须面对的问题，且调峰任务重、难度大。
[0003] 西方发达国家为解决电网调峰问题，大多从电网的结构设计、网内机组构成比例 以及用电侧政策方面综合考虑，化解电网供需矛盾、缩小峰谷差、提高电网经济运行。我国 依旧以火电机组调峰为主，传统的调峰方式如火电机组启停调峰、水电机组调峰存在着容 量不足、频繁启停造成机组设备寿命损耗、低负荷运行方式经济性差的问题和不足。鉴于 此，近年来需求侧管理逐渐得到重视，电力部门采取有效激励、诱导措施以及适宜的运作方 式，使得用户提高终端用电效率，改变用电方式，在电网负荷高峰时段降低用电需求，有利 于减轻发电机组负担。
[0004] 目前，商业用户的负荷增长迅速，对电网安全和电力平稳运行产生了较大的影响， 而其中空调负荷的急剧增长已成为夏季电网负荷曲线恶化和电力紧缺的重要原因。从近 年来的用户侧资源管理的负荷调研统计结果来看，空调负荷在夏季尖峰负荷增长中占比约 在30%甚至更高。国家能源局也表示，为配合电力需求侧管理，制定更合理的迎峰度夏政 策，对于电力缺口的负荷预测重点和难点均在于空调负荷。商业用户负荷可控性较大，较为 灵活，调整潜力巨大，调整空调负荷对于改变商业用户曲线、实现电网尖峰抑制具有重要意 义。
[0005] 已有的需求侧管理、需求响应手段通常通过技术、经济、行政引导等手段，引导用 户改变用电方式，减少尖峰负荷需求，实现错峰。如直接负荷控制、可中断负荷控制、适当的 电价政策（分时电价、峰谷电价）、节电奖励等；或依靠蓄能装置转移峰值负荷、或利用各种 尚效节能装置提尚终端用能效益，如尚效照明、尚效电动机、变频调速栗机等等。这些措施 丰富了电力需求侧管理体系，但依然有待完善。除了在电价政策、激励机制、电价结构调整、 对需求侧管理的认识等方面有待完善，这些措施中依然没有针对商业楼宇中占比最重的空 调负荷提出过较为完善的、可操作、可量化的调整手段。不利于电力需求响应的执行，不利 于终端用户发挥其对改善电网负荷曲线的贡献潜力。
[0006] 因此申请本发明，从空调负荷类型、不同类型空调设备的调控参数出发，研宄其调 控手段。本发明针对空调负荷参与电网削峰的调控手段，包括调控参量、调控方法、边界条 件、执行方式的说明。可应用于日后日益发展起来的电力需求响应事件的策略分配、用户端 控制指令设计等。使得需求响应有效执行，抑制电网尖峰负荷增长、改善电力负荷曲线、确 保电网稳定、安全、经济地运行。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种针对空调负荷参与电网削峰的调控手段，可 应用于日后日益发展起来的电力需求响应事件的策略分配、用户端控制指令设计等，使得 需求响应有效执行，抑制电网尖峰负荷增长、改善电力负荷曲线、确保电网稳定、安全、经济 地运行，且结构简单，使用、安装方便，操作简单，成本低，安全可靠的利用空调负荷调控降 低电网尖峰负荷的方法。
[0008] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种利用空调负荷调控降低电网尖峰负荷的方法，所述方法包括空调设备本身结 构、空调负荷调控方法和空调系统分类以及其降负荷潜力分析；所述空调负荷调控方法包 括对空调系统区域参数、风系统参数、循环设备参数调整和中央主机设备参数的调整方法； 所述空调负荷调控方法为电力高峰期过后，将设备恢复到正常控制水平的设备恢复方法。
[0010] 作为优选的技术方案，所述空调设备本身结构包括风系统、主机类型、是否含电重 热设备和一二次循环系统，根据这些环节的技术特征进行归类，分析不同类型设备的降负 荷潜力。
[0011] 作为优选的技术方案，所述不同类型设备的降负荷潜力包括对电重热器的限制、 对风机启停的限制、对风机变频驱动的限制、对冷却循环装置中的制冷剂和变频驱动限制、 对主机设备的启停限制以及对主机变频驱动的限制。
[0012] 作为优选的技术方案，所述空调系统分类方法根据设备的不同技术特征，将空调 系统分为A、B、C、D四种类型：
[0013]A:恒风量中央设备；
[0014]B:变风量中央设备；
[0015] C:恒风量成套设备；
[0016] D:变风量成套设备。
[0017]作为优选的技术方案，所述空调负荷调控方法包括区域参数调整、风系统调整、循 环设备调整和中央主机设备参数的调整方法。
[0018] 作为优选的技术方案，所述区域参数调整包括全局温度调整和预制冷两种方法：
[0019] 1)全局参数调整其特征是对所控区域具有全局平滑控制的系统，可通过提高或降 低温度设置参数来减少需量，从而降低空调系统电负荷；
[0020] 2)预制冷其特征是对于冰蓄冷空调系统，可以在电力高峰期前，减少区域温度设 置值以存储楼宇的冷却能量，并在电力高峰期间增加区域温度设置值以减轻风机和冷却系 统负荷，从而达到降负荷的目的。
[0021] 作为优选的技术方案，所述风系统调整包括管道静压力现在、风机变频设置、关闭 部分风机和冷却阀门限制：
[0022] 1)管道静压力限制其特征是改变管道静压力设置值，以减少风机功率；
[0023] 2)风机变频限制其特征是限制或减小风机变频驱动速度或入口导流叶片位置，以 降低风机功率；
[0024] 3)关闭部分风机其特征是针对一些并联风机，限制运行风机数量，或关闭整套风 机系统，从而降低风系统负荷；
[0025] 4)冷却阀门限制其特征是针对具有变频驱动的设备，限制冷却阀门开度来降低风 机负荷。
[0026] 作为优选的技术方案，所述空调负荷调控方法细则的具体参数最大程度上限制对 用户产生影响的前提下，确保降低尖峰电力负荷，根据所需降低负荷的程度，调整被控参 数，包括：
[0027] 1)全局温度调整：温度调整范围在2_4°C;
[0028] 2)预制冷：蓄冷时段在高峰期来临的5-10小时前；蓄冷时段温度设定在 19. 4°C-20. 6°C;高峰期时段期间，释放冷量时，温度设定在舒适度区间的中间值，即 22. 8°C；
[0029]管道静压力减小：减小程度在10-20%;
[0030] 风机变频限制：限制程度在20% -30% ;
[0031] 冷却阀门限制：限制程度在20 % -30 % ;
[0032] 增加冷冻水温度：温度增加程度在1_2°C。
[0033] 作为优选的技术方案，所述空调恢复方法包括缓慢恢复参数设置值、连续恢复被 控设备运行和延长设备调整时间，其是避免在电力高峰期结束后因用户设备恢复到正常使 用水平而产生回弹高峰。
[0034]本发明一种利用空调负荷调控降低电网尖峰负荷的方法的有益效果是：本发明方 法针对中央空调负荷进行合理调控，可操作性强，且执行简单方便，可以有效改善用户负荷 曲线，降低用户尖峰负荷，从而降低区域供电网络的尖峰负荷。本发明方法在确保用户正常 用电情况下，减轻用电高峰时段的空调负荷，不会对用户产生立即的影响，不仅可以使用户 获得直接的电费节省和节能补贴，而且可以提高用户用电灵活性和用电效率，提高用户对 电网调峰的贡献能力，保障电网经济可靠运行。本发明针对空调负荷参与电网削峰的调控 手段，可应用于日后日益发展起来的电力需求响应事件的策略分配、用户端控制指令设计 等，使得需求响应有效执行，抑制电网尖峰负荷增长、改善电力负荷曲线、确保电网稳定、安 全、经济地运行，其结构简单，使用、安装方便，操作简单，成本低，安全可靠。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1是本发明一种利用空调负荷调控降低电网尖峰负荷的方法的总体实施路线 图；
[0037] 图2至图10为各个负荷调控方法的实施效果。
【具体实施方式】
[0038] 参阅图1至图10所示的一种利用空调负荷调控降低电网尖峰负荷的方法，所述方 法包括空调设备本身结构、空调负荷调控方法和空调系统分类以及其降负荷潜力分析；所 述空调负荷调控方法包括对空调系统区域参数、风系统参数、循环设备参数调整和中央主 机设备参数的调整方法；所述空