1、参 与需求侧响应的空调负荷群调节控制方法及优化调度策略 刘利兵 ，刘天琪 * （四川大学 电气信息学院，四川 成都 610065） 摘 要 ： 为了解决空调负荷参与电网 需求侧管理 时，负荷运行特性均按照定频空调处理，同时定频空调在温度调节时并 未考虑 相同的温度间隔不同的温度区间 运行状态数变化的问题。本文提出了对空调负荷群进行分类研究的方法及 其参与电网调节的优化调度策略。针对定频空调采用 设定温度控制和直接启停控制相结合 的策略 ，以有效地解决 在 温度调节 过程 中由于 运行状态数 变化 所 引起的负荷波动问题 ,对于变频空调 根据其运行特性 分 别 建立 了 稳态及动态负荷模型 ，
2、以参与用户侧需求响应 。基于定、变频空调的负荷模型， 建立了空调负荷群优化调度模型并 采用离散粒子群算法对 其 进行仿真分析 。 在 参与调控的空调负荷一定时，分别对同一削减目标下不同的调控时长及同一调控时长下的不同削减量等 5 种调控策略进行仿真验证，结果表明：在同一削减目标下，调控标准偏差随着调控时段数的增加不断的增大；在同一调控时长下，调控标准偏差随着削减目标的增加同样不断的增大， 但 在以上两类情况下其调控的标准偏差与削减目标的比值均小于 3%，同时 得出在同一削减目标或调控时长下，空调负荷群最大可 节约电能。因此， 在一定的调节范围内，空 调负荷作为需求侧资源可以有效拟合调控目标，进
3、而负荷聚合商可利用 空调负荷的调节能力制定合理的 削减目标 和削减时段，改善电网负荷的峰谷特性 。 关键字 ： 空调 ; 负荷聚合商；需求 侧管理 ；调度策略 中图分类号 ： TM732 文献标志码： A Air-Conditioning Load Groups Control Strategy and Optimization Scheduling as Demand-side Resources to Participate in Grid LIU Li- Bing， LIU Tian-qi * （ School of electrical Engineering and Informat
4、ion , Sichuan University， Chengdu 610065, Sichuan） Abstract: In order to solve the problems that existing research just considering air-conditioning operation rule as fixed-frequency. In addition, fixed frequency air-conditioning usually does not refer that the number of status of different temperat
5、ure varies when considering the same temperature gap. In this paper the air-conditioning load is divided into two types, fixed frequency air-conditioner and variable frequency air-conditioning, and studied respectively. The fixed frequency air-conditioning use a strategy combining the temperature co
6、ntrol and direct on/off control to effectively solve the load fluctuations due to changes in the operating condition number during the temperature regulation. The steady -state and dynamic load models have been established for the variable frequency air-conditioning based on their operating characte
7、ristics, in response to the user-side demands. Based on the load model of fixed frequency air-conditioning and variable frequency air-conditioning, discrete particle swarm optimization algorithm was used to simulate and optimize the scheduling model. The air-conditioning load group participates in t
8、he demand response. In the limited regulation involved air-conditioning load group, there are five kinds of control strategies were simulated for verification, including the different regulation duration under the same reduction amount, and the different reduction amount under the same regulation du
9、ration. The results showed that under the same reduction amount or the same regulation duration, the increasingly elevated regulation duration or reduction amount will lead to the decreased flexibility of the temperature regulation mode in each aggregate group. However, the ratios of the standard de
10、viation of the regulation to the reduction amount were less than 3% in general. Therefore, within a certain regulation range, the air-conditioning load as the demand side resource can fit the control target effectively. In addition, the load aggregators can develop the reasonable load reduction amou
11、nt and reduction duration based on the regulation of the air-conditioners so as to improve the peak valley characteristics of the grid load. Key words: air conditioning; load aggregator; demand side management; scheduling strategy 当前 我国高峰用电时段出现在夏季，在部分大中城市空调制冷负荷占比高达 40%，局部地区甚至超过 50%1。 同时空调具有一定的热存储能力
12、，短时间内投切或者参数变化，不会对用户产 当前 我国高峰用电时段出现在夏季，在部分大中城市空调制冷负荷占比高达 40%，局部地区甚至超过 50%1 。同时空调具有 一定的热存储能力 ，短时间内投切或者参数变化，不会对用户产生较大的影响，具有主动 参 与需求侧管理的潜力 2-4。 本文主要针对目前占比较大的非集中式空调进行建模分析 。 非集中式空调根据压缩机的 工作方式 可分为定频空调和变频空调， 目前研究的重点是对定频空调的控制 。定频 空调的控制方法可分为两类：一是控制 空调 启停 5-7，利用状态队列模型 描述室内温度的变化 8，并通过负荷聚合商实现对大量空调的控制， 取得了较好的优化效果
13、，但控制过程中空调频繁启停会影响使用寿命，从而影响用户参与的积极性； 二是控制 设定温 度 9-10， 在调节温度时，对处于开启和关停 状 的空 调分别控制，并调整过渡期间设定温度的上、下限，有效地解决了设定温度变化造成的负荷多样性破坏的问题，但均未提及相同的温度间隔，不同的温度区间对空调运行状态数的影响。变频空调具有节能，噪音低， 温控精度高 等优点， 在销售端的占比逐年增加， 2015 年上半年变频空调占据了 62.5%的家用空调销售市场 11。但对 变频空调 建模及 参与电网互动的相关研究较少， 文献 收稿日期： 此部分必须在第一页页末，通栏排版，六号、宋体 基金项目 :四川省科技厅项目
14、 “ 能源互联网关键技 术研究及在智慧城市中的应用 ”（ 2016GZ0143） 作者简介 ：刘利兵 （ 1985 ） ， 男 ，博士研究生。研究方向： 智能用电 、新能源并网。 E-mail： *通信联系人 E-mail： 网络出版时间 :此位置必预留 10 个五号字空位 网络出版地址 :四川大学学报（工程科学版） http:/ 论文投稿模板（注意：必要的内容和格式规范。） 12仅 通过实验对比 了 两 类 空调 的 能耗曲线 ， 但 没有对两者进行建模分析 ；文献 13对 变频空调的运行状态 进行了研究 ， 但其建模 过于 简单 。 文献 14 模拟了热负荷变化时，变频压缩机频率的变化
15、曲线 ，并 未对变频 空调整机进行研究， 且 文献 12-14均未考虑变频空调作为需求侧资源参与电网 调节 。 为此， 针对定频空调 提出 了 一种 调节 温度 和 启停 控制相结合的方法， 以调节 温度 控制 为主， 当 温度区间 内 状态数发生变化时，辅以 启停 控制以保持负荷的多样性 ，从而解决了不同的温度区间对空调运行状态 数 的影响 。 变频空调稳定运行时功率变化较小 的特点 ，通过定频空调热等效模型简化得到其稳态负荷模型 ， 当设定温度变化时， 根据变频 压缩机 频率响应曲线 的特征，建立温度调节时 空调 动态负荷模型。 对于 大量的空调负荷 文中提出了 空调负荷群 优化调度策略，
16、 首先根据定、变频对 空调进行分类，其次根据 空调运行的参数对 空调进行分组 ；再次以调控标准差最小为目标函数 ，构建了 空调负荷群参与需求侧响应的优化调度模型，并采用离散粒子群算法进行求解。 1 定频 定频空调负荷模型 1.1 定频空调热等效模型 定频空调是利用 周期性的启停压缩机控制室温 ,文献 6,7,9利用状态队列模型表征空调运行的动态过程 为 /1i n o u t o u t i n/1i n o u t 1 o u t 1 i n( ) e 0/ ( / ) e 1cctTtttTT T T T sT T P A T P A T s (1) 式中： Tc 为时间常数； t 为仿真
17、时长 ； Tout 为室外温度； intT 和 1ntiT+ 分别 为 t 与 t+1 时刻室温 ； P 为额定功率； s 为启停 状态， 0 和 1 分别 表示开启 、关停状态； 1 为 定频空调 能 效比； A 为导热系数。 定频空调 设定 温度 为 Tset， 控制精度为 时 ，则 室 温 的 上 下 限 Tmax、 Tmin 分别 为 Tset+、 Tset 。当工作在 制冷模式时（本文讨论的空调均工作在制冷模式）， 式 (1)可得，开启和 关停的时长可表示为 o u t s e to f fo u t s e to u t s e t 1ono u t s e t 1l n / (
18、/ )/l n / ( / )/ccTTt t TTTT T P At t TT T P A (2) 式中： toff为关停时长； ton 为开启时长。由状态队列模型表示 空调 运行状态时，开启和关停 的状态数 non、 noff 分别为开启和 关停时长四舍五入取整 ，总状态数 n 为开启和关停状态数之和， 则 单台空调 平均 功率 P1 为 nonP/n。 模型参数如下 6， P=2.5kW， Tout=36 ， 1=2.7，A=0.18kW/ ， Tc=24.5min。当 =2 ， Tset=24 ，t=0.5min 时 ， 室温及功率的变化曲线如图 1 所示。 5 10 15 20 25
19、1820222426t / m i n温度/02468功率/kW图 1 定频空调功率及室温变化曲线 Fig.1 Fixed frequency air-conditioner power and the room temperature curve 1.2 温度调节对空调状态数的影响 由式 (2)及图 1所对应的参数，可得 不同的设定温度 下 启停状态数如表 1所示 。由表 1可知，设定温度由 24 增加到 25.6 时，关停状态数增加 3，开启状态数减少 1，使 得 总状态数增加 2。因此， 当 不变 时 ，不同温度区间对 运行 状态数有较大影响。 随着设定温度的 提高 ， 总状态数 逐渐增
20、加， 同时由于状态数的变化，单台空调的平均功率由 0.833kW下降到 0.673kW，下降幅度为 19.2%。 表 1 定频空调 在 不同 设定 温度下的状态数 Tab.1 The number of fixed frequency air-conditioning state under different set temperatures Tset/ noff non n P1/ kW 24 16 8 24 0.833 24.4 17 8 25 0.800 24.8 18 7 25 0.700 25.2 18 7 25 0.700 25.6 19 7 26 0.673 1.3 启停 控制
21、 和设定温度调节 相结合 的控制方法 根据温度调整后状态数变化的大小，将温度调节的方法分为四类：升温状态数不变、降温状态数不变、升温状态数加 1 以及降温状态数减 1。若温度调整后状态数变化大于 1，说明温度调节的幅度过大，本文暂不允许此种调节方法。 a)升温状态数不变：空调聚合组收到温度调节指令后，处于关 停状态的空调机组 应 立 即改变温度设定值，而启动状态的空调机组则要运行 至 状态变四川大学学报（工程科学版） http:/ 论文投稿模板（注意：必要的内容和格式规范。） 化 时 ， 改变温度设定值。 b)降温状态数不变：空调聚合组收到温度调节指令后，处于启动状态的空调机组立即改变温度设定
22、值，而关停状态的空调机组 则 需 运行 至 状态变化时 ， 改变温度设定值。 c)升温状态数加 1： 如图 2 所示， 温度调整前后室温的上下限分别为 ： oldminT 、 oldmaxT ； newminT 、 newmaxT ，其中 调节前 1-10 为关停状态， 11-15 为 开启状态。若 仍按照 a)所述的调整 方法 ， 由于状态数的变化 ，则会致使温度调节 后 负荷 发生 周期性的波动， 因此需重新调整各 状态 上 空调的分布。 在方法 a)的基础上叠加启停控制 ， 当 状态 10 运行到 11 时 ， 通过 启停 控制将分布在温度区域 A 处于关停状态的空调，随机选择 m1 个
23、转变为开启状态 即状态 16， m1的大小为 1 new oldonMm nnD=(3) 式中： M 为 聚合组 空调的 数量； nnew 为温度调整 后总 状态数； oldonn 为温度调整 前 启动状态 数。 图 2 状态 数 变化 调整 示意 图 Fig.2 Schematic diagram of states adjustment with the number of states change 随着状态 16 位置不断变化，依次从温度区间A、 B、 C、 D、 E（ A-E 各温度区间即为图 2 中处于开启 状态的 11-15 所对应的温度区间）随机选择m1 个，将其运行状态由关停
24、变为启动。状态 16运行 至 oldminT 时，其状态上空调个数增加到 new/Mn ，其它状态上分布的空调，由于状态 16 在温度下降的过程中，从各温度 区域 随机选择 相同数量的空调， 因此 经过 oldonn 次 启停 控制 ， 其它各状态上分布的空调数基本维持在 new/Mn 。 d)降温状态队列数减 1：空调聚合组 收到温度调节指令后，仍按照 b) 所述的方法调整各空调的设置温度。 同时 通过 启停 控制将图 2 处于状态 1 的空调，随机选择 m2 个由关停状态转变为开启 ，大小如式 (4)所示，共需 oldoffn 次直接控制将处在状态 1上的空调均分到其他各状态，每次直接控制
25、所选取的温度区间，依次为图 2 中状态 1-10 所对应的温度区间。 2 new oldoffMm nnD=(4) 式中 ： oldoffn 为温度调整 前 关停 状态数 。 空调聚合组 每次温度调整都要经历过渡时段，且在过渡时段内不 允许对温度进行再次调整， 判断重新达 到稳态的标准为： 空调 均匀的分布在调整后各 温度区间。 2 变频空调聚合组负荷模型 文献 13将变频空调的工作状态分为 动 态和稳态， 动 态 时 室温与设定温度相差较大，此时功率和室温变化较大 ；稳态时 室温接近设定温度，制冷功率与热负荷达到动态平衡 。 工作在不同的状态下室温及 功耗随时间的变化如图 3 所示。 图 3
26、 变频空调功耗与室温变化曲线 Fig.3 Variable frequency air-conditioning power and the room temperature curve 2.1 聚合组稳态负荷模型 变频空调工作在稳定区时始终处于开机状 态 ，且 室 温 变化较小。 可 近似的认为 ： 工作 在稳 态 区时室温保持恒定，即 1in inttTT+ = ， 则 由 式 (1)简化可得 稳态负荷模型 为 2 out set 2( ) / 1P T T A sh= - = (5) 式中： P2 为 稳态 功率； 2 为变频空调能效比 ， 文中取 变频空调的 能效比 2=3.2，则稳
27、态时变频空调设定温度和功率的关系如表 2 所示 （其中 Tout和 A 的取值与图 1 中的参数 相同） 。由表 2 可知，随着设定温度的升高， 稳态 功率逐渐降低，相比于 设定温度为 24.0 ， 25.6 时 降低的幅度为 13.3%，因此调节设定温度对变频空调的功耗也有较大影响。 表 2 变频空调 在 不同设 定 温度下 的 功 率 Tab.2 Variable frequency air-conditioning power consumption under different set temperature 设定温度 / 功率 / kW 设定温度 / 功率 / kW 24.0 0.
28、675 25.0 0.619 四川大学学报（工程科学版） http:/ 论文投稿模板（注意：必要的内容和格式规范。） 24.2 0.664 25.2 0.607 24.4 0.653 25.4 0.596 24.6 0.641 25.6 0.585 24.8 0.630 - - 2.2 聚合组动态负荷模型 当空调设置温度发生变化时，室温变化需要一个过渡过程 ， 当 热负荷变化 不大 时， 由 变频空调压缩机频率 响应曲线 14，得出 过渡时段 动态 功 耗 及室温变化为 t r a n s 21i n o u t 2 t r a n s o u t 2 t r a n s i n( 1 ) /
29、 ( / )ttP k PT T P A T P A T (6) 式中： Ptrans 为 过度时段 动态 功率 ； k 为功率变化 系数，正比于调节温度的变化量，当设定温度上升时 ，k0。图 4 表示 Tset 由 24.0 上升为 24.2时，取 k= 0.15，功率及室温的变化曲线。由图 4得，区域 (a)为 温度 调节前稳定运行区域；区域 (b)为调节后 的 过渡区域，此时由于 Tset 调高后房间内“蓄冷 ”，促使能耗降低；区域 (c)为室温达到设置温度后，空调再次稳定运行 。 1 2 3 4 5 623.623.82424.224.4温度/0.50.60.70.80.9时间 / m
30、 i n功率/kW温度功率(a ) (c )(b)图 4 变频空调设定温度变化后功率与室温曲线 Fig.4 Power and room temperature curve of variable frequency air-conditioning set temperature change 3 空调负荷群的优化调度策略 3.1 空调负荷群分组原则 空调 负荷群由 于数量庞大， 集中 单台逐一控制非常困难 ，因此需把空调群分为若干聚合组 。 负荷聚合商根据调度目标，对各空调聚合组进行温度调节控制。本文对空调负荷群分组的 原则是：首先，按照空调的类型分为定频和变频空调；其次， 定频空调 需按
31、照额定功率和能效比进行分组，同一组中两参数 需 相差 较小 ，当两参数相差较大时需考虑增加 新的 聚合组， 变频空调则需考虑 平均功耗 和能效比，分组方式同定频空调。 3.2 目标函数 空调负荷群优化调度的目标 为 总 负荷 与调 控目标的误差最小 ， 则 目标函数可 表示为 gr ou p 2, goa l11m in ( )T NN titiE P P=-邋(7) 式中： NT 为被控时段数； Ngroup 为空调聚合组的数量； Pt,i 为第 t 时段第 i 个 空调聚合组实际负荷； Pgoal为 调度目标。 3.3 约束条件 1） 设定温度约束 setTT (8) 式中 ： T 为设定
32、温度的集合 。 2） 同一时段 一个聚合组 只能执行一种 调温 方案 p l a n , , g r o u p1 1 , 1 , t i j TjN S t N i N ? ? ? (9) 式中 ： Nplan 为所有调温 方案的集合； St,i,j=1 为第 t时段聚合组 i 执行第 j 个调温 方案， 否则为 0。 3） 第 i 个聚合组 t 时段负荷 Pt,i pl anpl an, , ,01T t i jjNtij k t i jjNPSPPS (10) 式中： PT 为 聚合组 i 在当前设定温度下的 稳态 负荷； Pj,k 为第 j 种温度调整方案 ，第 k 个过渡时段的动态
33、负荷。 4） 聚合组执行调整方案的约束 9 , , 1 , , 1 , , , ,g r o u p p l a n( s s ) ( s s ) 11 , , , 1 , 1 jjt i j t i j t i j t i jTi N j N t N- + - +- + - ?“ ? ? ?(11) 式中： j 为 第 j 种方案过渡时段的个数。 5） 定频空调聚合组调温幅度 n e w o ld g ro u p1 1, iin n i N- ? ? (12) 式中： newi 为聚合组 i 温度调整后状态数； oldin 为调整前状态数。 6） 变 频空调聚合组调温幅度 n e w o
34、lds e t , s e t , m a x g r o u p1 , iiT T T i N (13) 式中： newset,iT 为 聚合组 i 调整 后的设定温度 ； oldset,iT 为聚合组 i 调整前的设定温度； Tmax为 用户可接受的最大 调节温差。 约束条件 1)-4)适用于 所有空调， 对于模型求解利用 改进粒子群算法 15对聚合空调负荷模型调度进行求解。 4 仿真分析 4.1 参数设置 可控空调 为 25000 台，其中定频空调 15000 台 ，四川大学学报（工程科学版） http:/ 论文投稿模板（注意：必要的内容和格式规范。） 单台运行的规律如图 1 所示， 均
35、分为 30 个聚合组，温度设定值集合见表 1， 且各聚合组初始温度均分在表 1 中 5 个设定温度值（即每个设定温度对应 6个空调聚合组）。变频空调 10000 台 ，单台稳定运行功率见表 2， 均分为 20 组 ， 各聚合组初始温度分布在表 2 中 9 个设定温度，其中 20.8 为 4 组，其它 8 个 温度点 各为 2 组。由 式 (12)约 束可得，定频聚合组所有的温度调整方案（升温和降温）共有 20种。变频空调设置 Tmax=0.4 ， 温度调整幅度为0.2 、 0.4 时， 所对应的功率调整系数分别为0.15、 0.25， 则表 2 中 9 个温度初始值共有 30 种调节方式 。选
36、取 定、变频空调 8 种调温方案的负荷曲线 如图 5、 6 所示 ，表 3 为 8 种调温方案所对应的过渡时段个数。 2 4 6 8 10 12100150200250300350400450时间 / m i n功率/kW2 5 .2 - 2 4 .4 2 4 .4 - 2 4 .0 2 5 .6 - 2 5 .2 2 5 .6 - 2 4 .8 2 4 .0 - 2 4 .4 2 4 .4 - 2 5 .2 2 5 .2 - 2 5 .6 2 4 .8 - 2 5 .6 图 5 定频空调聚合组负荷增减仿真曲线 Fig.5 Simulation results of load adjustin
37、g plans of aggregated fixed frequency air-conditioning 2 3 4 5 6 7 8 9230270310350390420时间 / m i n变频空调聚合组负荷/kW2 4 . 4 - 2 4 . 02 4 . 8 - 2 4 . 42 5 . 0 - 2 4 . 62 4 . 2 - 2 4 . 02 4 . 0 - 2 4 . 22 4 . 0 - 2 4 . 42 4 . 4 - 2 4 . 82 4 . 6 - 2 5 . 0图 6 变频空调聚合组负荷增减仿真曲线 Fig.6 Simulation results of load a
38、djusting plans of aggregated variable frequency air-conditioning 表 3 空调聚合组温度调整方案的过渡时段个数 Tab.3 Transition period number of aggregated air- conditioner under different temperature adjustment plans 类型 调 温 方案 / 过渡时段 /个 调 温 方案 / 过渡时段 /个 定频 24.0-24.4 11 24.4-24.0 17 24.4-25.2 12 25.2-24.4 19 25.2-25.6 10
39、25.6-25.2 19 24.8-25.6 12 25.6-24.8 20 变频 24.0-24.2 6 24.2-24.0 6 24.0-24.4 7 24.4-24.0 7 24.4-24.8 7 24.8-24.4 7 24.6-25.0 7 25.0-24.6 8 4.2 仿真结果 图 7 为负荷聚合商在 5-35min 区间内承担1.3MW 的负荷削减量 （方案 1）的仿真曲线，图中实线和虚线分别表示负荷聚合商实际负荷和调控目标。 在开始阶段，由于负荷削减量较大， 因此 在进入负荷削减 时段 时， 需 提前 5 个仿真周期对负荷进行 调控 。 图 7 中区域 (a)为负荷削减 时段
40、 ，包括 65 个控制周期，其中前 5 周期为预削减区域， 5-65 周期为负荷削减区域，即图中 5-35min。区域 (b)为削减任务结束后，由于部分聚合组仍处于温度调整的过渡时段，因此会引起负荷的波动。区域 (c)为 各空调聚合小组再次达到稳态时的负荷。区域 (a)-(b)负荷的削减 量 ，一方面来自部分空调聚合 组提高设定温度所释放的“蓄冷”，另一方面为提高设置温度后平均能耗减少，区域 (c)为所有负荷聚合组再次达到稳态，其负荷削减量全部来自提高设定温度所引起的负荷降低。 0 10 20 30 40 50161 6 . 31 6 . 61 6 . 91 7 . 21 7 . 5时间 /
41、m i n负荷/WM调度目标 1方案 1(a ) (b)(c )图 7 实际控制结果与削减任务 Fig.7 Comparison between actual control results and reduction tasks 4.3 灵敏度分析 a) 不同控制时段个数对调控结果的影响 方案 2，方案 3 分别表示负荷削减量 为 1.3MW，削减时长为 35、 40min 时，实际负荷随时间的变化 ，如图 8 所示 ，具体统计数据见表 4。不同削减方案的控制效果用削减时段内实际负荷与调控目标的标准偏差表示。制冷模式下空调削减负荷能力 与 设定温度 和 温度上限的差值 有关 ，差值越大说明其
42、“蓄冷”越多，削减负荷的能力越强 。 对比方案 1、2、 3 在 调控目标一定的情况下 ，随着削减时长增加 ，四川大学学报（工程科学版） http:/ 论文投稿模板（注意：必要的内容和格式规范。） 负荷聚合组平均温度不断升高，方案 3 在削减任务结束时，其平均温度由 24.8 上升到 25.27， 已接近 温度上限 25.6，此时若再增加 削减时长 ，则会 超出 空调的调节能力，使得 实际负荷 与 调控目标之间 的标准偏差迅速增加。 标准偏差不断增加是由于不同削减方案中各空调聚合组初始温度相同，均具有相同的负荷削减能力，削减时长越长则实际投入的负荷削减能力越大，则各空调聚合小组选择温度调节模式
43、的灵活性下降，因此拟合效果变差。削减任务结束后，各 聚合组再次达到稳定状态时负荷的大小和平均上升的温度有关，平均温度越靠近上限，调整后的负荷就会越小。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55161 6 . 31 6 . 61 6 . 91 7 . 21 7 . 5时间 / m i n负荷/MW方案 3方案 2调度目标 1图 8 不同控制时段个数下空调负荷随时间变化 Fig.8 Change of air-conditioner load against time under different control periods 表 4 各方案统计数据 Tab.4 St
44、atistical data of all schemes 方案 平均温度增量 / 标准偏差 /kW 调整后功率 /MW 方案 1 0.39 25.2 16.52 方案 2 0.42 29.1 16.48 方案 3 0.47 38.5 16.38 方案 4 0.50 43.9 16.37 方案 5 0.58 50.8 16.29 b) 不同削减量对调控结果的影响 方案 4、方案 5 分别表示负荷削减量为 1.5MW、1.7MW，削减时 长为 30min，实际负荷随时间的变 0 5 10 15 20 25 30 35 40 4515. 615. 916. 216. 516. 817. 117.
45、4时间 / m i n负荷/MW方案 4方案 5调度目标 2调度目标 3图 9 不同的削减量下空调负荷随时间变化 Fig.9 Change of air-conditioner load against time under different load shedding 化曲线如图 9 所示，具体统计数据见表 4。 对比方案 1、 4、 5 与方案 1、 2、 3 具有相似的规律 ，随着削减量的增加，平均温度增量和标准偏差均逐渐增加，调整结束后达到稳定状态时总负荷逐渐减小。 由表 4 可知， 当标准偏差与调控目标值比值小于 3%时， 空调负荷参与需求侧响应时其调节能被限定在一 定的范围， 当
46、 削减量为 1.3MW 时 ，维持此削减量的最大 调控 时长为 40min，可节约电能 量为 866 kW.h； 当 削减时长为 30min 时，最大的削减量为 1.7MW，可节约电能为 850kW.h。因此负荷聚合商可根据空调负荷的调节能力合理安排负荷削减量，以更好的参与电网削峰。 5 结语 针对定、变频两种不同类型的空调，分别建立表征其运行规律的模型， 并建立了空调负荷群参与电网需求侧管理的优化调度策略，通过仿真表明 空调负荷可以有效拟合调控目标 。 同时 在文中给定侧参数下，定量的 得出 了 空调负荷的调节能力，当削减量为 1.3MW、 1.7MW 时，其最大可节约电能分别为 866 k
47、W.h、 850kW.h，因此负荷聚合商可以根据空调负荷的调节能力合理安排负荷削减量。 空调负荷参与电网需求侧管理 的 经济性也是一个非常值得的研究问题，下一步将结合峰谷电价差对空调负荷参与电网调节的经济性进行更为深入的研究 。 参考文献 1 Yang Yongbiao， Yan Qingguo， Xu shiming Thinking of public building air-conditioning load participating in grid with virtual peak clipping J Automation of electric Power Systems，
48、2015, 39(17): 103-107 杨永标 , 颜庆国 , 徐石明 , 等 . 公共楼宇空调负荷参与电网虚拟调峰的思考 J. 电力系统自动化 , 2015, 39(17): 103-107. 2 Zeng Bo， Yang Yongqi， Duan Jinhui,et at Key issue and research pro spects for demand-side response in alternate electrical power systems with renewable energy sourcesJ.Automation of electric Power Systems，
