一种空调聚合提供电力系统运行备用响应量的计算方法与流程

本发明涉及一种电网控制量计算方法，特别是涉及了一种空调聚合提供电力系统运行备用响应量的计算方法。

背景技术：

传统意义上的运行备用是指发电机组可以在短时间(10分钟)内提供一定的发电出力，应对系统负荷的突然上升或某些机组的偶然事故。

然而，当今电力系统的发展面临一些新的挑战，比如峰谷差持续增长、特高压接入、可再生能源发电比例不断提高。为应对这些挑战，电力系统需要更高的运行备用容量，从而保证系统的安全可靠。更高容量的运行备用会导致系统运行成本的上升和能源利用的低效。

当电力系统发电与用电出现不平衡，负荷需求大于发电机组出力时，两种方法可以恢复系统平衡，一个是增加机组出力，另一个是降低负荷消耗。空调负荷在负荷中占据重要比例，是参与需求响应的关键负荷之一。空调负荷的待机或温度调整，可以等效为发电机组的出力增加。

因此，以空调为代表的负荷参与的需求响应被认为是解决上述挑战的有效方法。然而，如何量化需求响应提供的运行备用研究甚少，阻碍了需求响应提供的运行备用真正参与到系统的运行。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种空调聚合提供电力系统运行备用响应量的计算方法，可使空调聚合与发电机组的运行备用参数统一，便于指导电力系统需求响应的执行。

空调聚合提供电力系统运行备用响应量包括响应容量、响应时间、持续时间、爬坡率的四个参数，本发明的技术方案具体采用以下步骤进行计算：

1)根据需求响应信号发送前的空调聚合功率PWR_max和执行需求响应后达到的最小功率PWR_min采用以下公式相减，计算获得响应容量RC；

RC＝PWR_max-PWR_min

其中，RC为响应容量，PWR_max为需求响应信号发送前的空调聚合功率，PWR_min为执行需求响应后达到的最小功率；

2)根据响应容量RC计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的持续响应开始时间t_ds和持续响应结束时间t_de，并根据持续响应开始时间t_ds计算获得响应时间RT；

3)根据持续响应结束时间t_de和持续响应开始时间t_ds计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的持续时间DT，根据响应时间RT计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的爬坡率RR。

所述步骤2)中的持续响应结束时间t_de、持续响应开始时间t_ds和响应时间RT具体采用以下公式计算：

2.1)已知的空调负荷功率曲线PWR(t)采用以下公式计算获得曲线上的两个解：

PWR(t)＝PWR_max-RC·(1-α％)

其中，PWR_max为需求响应信号发送前的空调聚合功率，RC为响应容量，α为波动比例参数；

2.2)上述两个解分别为持续响应结束时间t_de、持续响应开始时间t_ds，满足t_ds,t_de(t_ds≤t_de)；

2.3)再采用以下公式计算得到响应时间RT：

RT＝t_ds-t_sig

其中，t_sig为需求响应信号发送时间。

所述步骤3)中的持续时间DT采用以下公式计算获得：

DT＝t_de-t_ds。

所述步骤3)中的爬坡率RR采用以下公式计算获得：

RR＝RC·(1-α％)/RT

其中，RC为响应容量，α为波动比例参数，RT为响应时间。

本发明电力系统的安全可靠运行需要发电机组提供运行备用，以应对系统的负荷波动或发电机组事故。当电力系统发电与用电出现不平衡，负荷需求大于发电机组出力时，两种方法可以恢复系统平衡，一个是增加机组出力，另一个是降低负荷消耗。空调作为一种常见负荷，在电力系统负荷中占据重要比例，空调待机可以降低系统负荷，等效为发电机组增大发电出力，并且空调短时间的待机或温度调整对居民的正常生活影响较小。本发明计算获得四个参数可用于对空调聚合提供电力系统运行备用的待机控制以减少用电，控制用电量。

本发明具有以下有益效果：

本发明可使空调聚合与发电机组的运行备用参数统一，便于指导电力系统需求响应的执行，减少了用电，控制了用电量。

附图说明

图1是本发明的聚合响应曲线示意图。

图2是本发明的空调数量为100时的聚合响应仿真曲线示意图。

图3是本发明的空调数量为500时的聚合响应仿真曲线示意图。

图4是本发明的空调数量为1000时的聚合响应仿真曲线示意图。

图5是本发明的空调数量为5000时的聚合响应仿真曲线示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图作进一步说明。

本发明的实施例如下：

如图1所示，采用以下步骤进行计算空调聚合提供电力系统运行备用响应量四个参数：

1)根据需求响应信号发送前的空调聚合功率PWR_max和执行需求响应后达到的最小功率PWR_min相减计算获得响应容量RC；

2)根据响应容量RC计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的持续响应结束时间t_de和持续响应开始时间t_ds，并根据持续响应开始时间t_ds计算获得响应时间RT；

3)根据持续响应结束时间t_de和持续响应开始时间t_ds计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的持续时间DT，根据响应时间RT计算获得空调聚合提供电力系统运行备用响应的爬坡率RR。

如图2～图5所示，实施例分别仿真100台、500台、1000台、5000台空调，信号发送时间为12:00，设置α％＝10％。

最终得到的空调聚合响应结果如下表1所示：

表1

表中可见随聚合空调个数的增加，备用容量RC增大，响应时间RT有所延长，持续时间DT几乎不变，爬坡率RR增大。由此可见，本发明实施可使空调聚合与发电机组的运行备用参数统一，实现了其技术效果。