典型温变指数，该 组的空调制冷能力、制冷空间是组中所有成员空调制冷能力、制冷空间之和，将每一组作为 一台虚拟调峰机组，响应电力调度中心的调峰控制。显著减少调峰控制中的决策变量，满足 了受控容量小、数量多的小型单体空调参与调峰控制的需求，便于电力调度指令下发和管 理。
[0042] 进一步，所述的基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法的市场 运作方法如下：
[0043] (1)电力公司事先明确DCC执行的时间，并事先确定DCC用户的补偿价格。
[0044] (2)电力公司采用签约的方式吸纳居民用户参与DCC项目，用户需要上报的信息 包括：①空调制冷面积、房间层高和楼层位置；②空调额定的制冷功率、额定制冷量和能效 比；
[0045] 居民用户可能同时使用多台空调，对于这种情况，允许用户按其空调使用习惯决 定按多台上报还是综合为一台上报；作为一台上报时，需将所有空调的制冷量、电功率和所 涉房间面积加总后上报，电力公司进而根据上述参数对居民空调进行分组；
[0046] (3)用户可同时申报希望参与的热舒适度档位，用bti= 1表示用户k愿意参与特 定的第i档，bti= 0表示用户k不愿意参与特定的第i档；用户也可表示愿意参与所有档 位、交由电力公司决定其档位，此时置bk，n=bk，m= 1 ;
[0047] (4)约定DCC期空调温度设定值TS6t，该值决定了DCC期室温的下限。
[0048] 进一步，基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法中，居民空调 轮停控制过程中，每一控制周期由停机期、制冷期和维持期三个阶段构成；
[0049] 停机期的房间热平衡方程为：
[0051] 制冷期的房间热平衡方程为：
[0053] 上两式中，左侧表示dt时段内空调房间热量的变化量，其中：Ca= 0. 28J/ (kg ? °C )，为空气定压重量比热；Vk为用户k的制冷空间体积，由制冷面积与层高之积计得； Pa= 1. 29kg/m3,为室内空气密度；Tk，广°ff(t)和Tj^a)分别为用户k在第n个控制周 期停机期t时刻的室温和制冷期t时刻的室温；Tn°ut为第n个控制周期的室外气温。等式 右侧中：Qk，nelPQkx分别为瞬时得热量和建筑内墙面蓄热量，由下面两个公式得到：
[0056] 上式中，ak和0k，nS由建筑物面积、围护结构传热系数、第n控制周期外界气温 决定的系数；Sk为内墙面蓄热系数（单位WAm2* °C))、Akin为内墙面积（单位m2)。
[0057] 进一步，在已知停机期、制冷期初始时刻室温Tk，niMff(0)、Tk，ni!?(0)的条件下，可 得居民空调房间在停机期、制冷期的室温时变方程分别如下式：
[0059] 居民空调房间在制冷期的室温时变方程为：
[0061] 上两式中，为了简化公式，用\n\BkK、Xk，代号表示建筑热工参数、空调参数、蓄 热参数等，分别为
：和
分别为用户k在第n个控制周期停机期初始0时刻的室温和制冷期初始0时刻 的室温；ak和k，nS由建筑物面积、围护结构传热系数、第n控制周期外界气温决定的系 数；Sk为内墙面蓄热系数，单位W?°C) ;Akin为内墙面积，单位m2。
[0062] 结合以下的实施例对本发明的应用效果做进一步的说明：
[0063] 实施例1 :
[0064] 用户按照DCC市场规则，用户上报信息见表1 (为了简化案例分析，没有将所有用 户的申报信息列出）。总参与用户数4320户，总受控容量达到14MW。
[0065] 表1DCC项目居民上报信息
[0066]
[0067] 根据各用户的温变指数和DCC期的最大特征温度两项指标，借助SPSS软件进行聚 类分析，将用户分为9类（如表2)。基于用户舒适度确定占空比rI= 0. 75、rn= 0. 60、rm =0. 50,4320户居民的空调通过本发明提出的方法，构建了 11个虚拟机组参与调峰控制， 最大总调峰容量达到6. 88MW。同时，决策量由4320个减少为11个，降低了 99. 7%。
[0068] 表2居民空调分组情况
[0070]
[0071] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于 本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法，其特征在于，所述 基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法根据热力平衡原理，建立空调停 机和运转时室温时变模型，模拟出不同外界环境、不同建筑结构、不同空调制冷功率的房间 室温变化过程； 推导得出特征温度RCT和温变指数TCI两个影响室温的关键参量，将两个参量作为受 控空调房间的特征属性，特征属性相近表明受控空调的控制响应速度、控制时间及用户舒 适度均近似； 采用聚类分析方法，将特征属性相近的受控空调整合成一个大容量虚拟空调参与调峰 控制； 将大量的单体空调在设定的市场运作规则下进行聚类分组，构建起若干台虚拟调峰机 组参与调峰控制。2. 如权利要求1所述的基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法， 其特征在于，该基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法具体包括以下步 骤： 步骤一、根据热力平衡原理，建立空调停机和运转时室温时变模型，模拟出外界环境、 不同建筑结构、不同空调制冷功率的房间室温变化过程，并推导得出特征温度RCT和温变 指数TCI两个影响室温的关键参量； 步骤二、以特征温度RCT和温变指数TCI为特征属性，在设定的市场运作规则下，采用 聚类技术实施居民空调分组； 步骤三、将聚类结果中归属为同一簇、申报占空比相同的空调归并为一组；对于同时愿 意参与任意占空比控制的空调，则完全根据聚类结果划分组别； 步骤四、由组中空调特征属性的均值确定组的典型特征温度4",,/<和典型温变指数 B[Jx~k，组的空调制冷能力、制冷空间是组中所有成员空调制冷能力、制冷空间之和，将每 一组作为一台虚拟调峰机组，响应电力调度中心的调峰控制。3. 如权利要求2所述的基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法，其 特征在于，居民空调的轮停控制过程中，每一控制周期由停机期、制冷期和维持期三个阶段 构成； 停机期的房间热平衡方程为：制冷期的房间热平衡方程为：其中：Ca= 0. 28X/(kg?°C)，为空气定压重量比热；Vk为用户k的制冷空间体积，由制 冷面积与层高之积计得；Pa= 1. 29kg/m3,为室内空气密度；Tk，niMff(t)和Tk，niMn(t)分别 为用户k在第n个控制周期停机期t时刻的室温和制冷期t时刻的室温；Tn°ut为第n个控 制周期的室外气温；Qkx为空调制冷量；Qk，ne$PQkx分别为瞬时得热量和建筑内墙面蓄热量， 分别为：上式中，ak和k，nS由建筑物面积、围护结构传热系数、第n控制周期外界气温决定 的系数；Sk为内墙面蓄热系数，单位W?°C) ;Akin为内墙面积，单位m2。4.如权利要求1所述的基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法，其 特征在于，居民空调房间在停机期的室温时变方程为：居民空调房间在制冷期的室温时变方程为：上两式中，为了简化公式，用\nK、BkK、Xk，代号表示建筑热工参数、空调参数、蓄 热参数，分别为和 Tk，nin，（〇)分别为用户k在第n个控制周期停机期初始0时刻的室温和制冷期初始0时刻 的室温；ak和k，nS由建筑物面积、围护结构传热系数、第n控制周期外界气温决定的系 数；Sk为内墙面蓄热系数，单位W?°C) ;Akin为内墙面积，单位m2。
【专利摘要】本发明公开了一种基于空调分组聚类大规模空调负荷虚拟调峰机组构建方法，该方法基于所建立的空调停机和运转时室温时变模型，模拟出不同外界环境、不同建筑结构、不同空调制冷功率的房间室温变化过程，得出特征温度RCT和温变指数TCI，以此作为空调房间的特征属性，采用聚类技术实施居民空调分组；由组中空调特征属性的均值确定该组的典型特征温度和典型温变指数，该组的空调制冷能力、制冷空间是组中所有成员空调制冷能力、制冷空间之和，将每一组作为一台虚拟调峰机组，响应电力调度中心的调峰控制。本发明满足了大规模居民空调参与调峰控制的需求，显著减少调峰控制中的决策变量，便于电力调度指令下发和管理。
【IPC分类】F24F11/00
【公开号】CN104913434
【申请号】CN201510214507
【发明人】吴亮, 项添春, 袁新润, 吴迪, 于波, 张剑, 辛洁晴
【申请人】国家电网公司, 国网天津市电力公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月29日