电力系统柔性负荷的建模与控制策略研究

发布时间：2017-10-14 22:41

  本文关键词：电力系统柔性负荷的建模与控制策略研究

  更多相关文章： 柔性负荷 中央空调 负荷调节 和声搜索算法 负荷聚合 新风系统

【摘要】：柔性负荷的调度是缓解供需侧矛盾的有效措施,将柔性负荷有效地纳入常态化的电力系统运行调度具有重要意义,相关研究逐渐成为了学术界的研究重点。空调负荷能够通过改变运行状态,从而参与负荷调节,是典型柔性负荷,在我国的大部分地区,空调负荷在电网高峰阶段负荷占比接近一半,是造成负荷高峰的主要原因。与分体式空调相比,中央空调单体容量大,且便于集中控制,是目前开展空调负荷柔性调控的主要实施对象。本文首先分析了柔性负荷在电力系统中的研究现状,并选取中央空调作为柔性负荷典型代表,并建立了中央空调系统模型,包括了中央空调所属建筑物的热力学模型和中央空调的能耗模型。在系统模型中,分析了计及新风环节和不计新风环节的两种中央空调系统。其次,提出了中央空调的调控策略和中央空调负荷调节潜力的计算方法。控制策略包括温度控制、流量控制、协调控制等多种控制方式,并以最大调节潜力、最小化调节偏差等为目标函数,以空调机组约束、电网约束、舒适约束等为约束条件。此外还在中央空调系统建模的基础上,提出了一种基于参数识别的基线算法,并使用了和声搜索算法寻优。然后,研究了中央空调参与电力系统运行的模型和算法,提出了空调负荷参与负荷跟踪的优化模型,并以控制后的整体负荷与目标负荷偏差最小为目标。本文还考虑电网和负荷聚合商的双向信息流动,研究了中央空调的双层负荷聚合方法,提出了基于中央空调负荷调节特性、基于中央空调房间舒适度指标、基于中央空调调节经济性等三种不同的负荷聚合策略,并应用于平抑分布式电源出力波动,算例验证了所提出模型和算法的有效性。中央空调的建模和控制策略研究为柔性负荷在电力系统中的调控提供了参考。
【关键词】：柔性负荷 中央空调 负荷调节 和声搜索算法 负荷聚合 新风系统
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 前言13-27
• 1.1 课题研究背景与研究意义13-14
• 1.2 柔性负荷研究综述14-16
• 1.2.1 柔性负荷分类14
• 1.2.2 柔性负荷的建模14-15
• 1.2.3 柔性负荷的调控15-16
• 1.3 典型柔性负荷16-17
• 1.4 中央空调研究综述17-23
• 1.4.1 中央空调的发展应用概述17
• 1.4.2 中央空调系统模型概述17-20
• 1.4.3 中央空调控制策略20-22
• 1.4.4 中央空调参与系统运行22-23
• 1.5 本文的主要工作23-27
• 第二章 中央空调系统建模27-39
• 2.1 中央空调所属建筑物热力学模型27-29
• 2.1.1 不计新风系统的建筑物热力学模型27-28
• 2.1.2 计及新风系统的建筑物热力学模型28-29
• 2.2 不计新风系统的中央空调能耗模型29-34
• 2.2.1 制冷机模型30-31
• 2.2.2 风机模型31-32
• 2.2.3 水泵模型32
• 2.2.4 冷却塔模型32-33
• 2.2.5 表冷器模型33-34
• 2.3 计及新风系统的中央空调能耗模型34-37
• 2.3.1 制冷机模型35
• 2.3.2 风机及新风系统模型35-36
• 2.3.3 冷冻水泵模型36-37
• 2.3.4 表冷器、冷却水泵、冷却塔模型37
• 2.4 本章小结37-39
• 第三章 中央空调控制策略与调节潜力39-57
• 3.1 中央空调控制策略39-42
• 3.1.1 目标函数39
• 3.1.2 决策变量39-40
• 3.1.3 约束条件40-41
• 3.1.4 控制方式41-42
• 3.2 中央空调负荷调节潜力42-49
• 3.2.1 基线计算42-46
• 3.2.2 调节潜力计算46-49
• 3.3 算例分析49-55
• 3.3.1 基线计算算例49-51
• 3.3.2 中央空调调节潜力计算算例51-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 中央空调负荷参与电力系统运行57-75
• 4.1 中央空调参与负荷跟踪57-58
• 4.2 基于中央空调负荷聚合的分布式电源出力波动平抑58-64
• 4.2.1 基于中央空调调控特性的负荷聚合59-61
• 4.2.2 基于中央空调空气舒适度的负荷聚合61
• 4.2.3 基于中央空调经济性的负荷聚合61-62
• 4.2.4 中央空调参与平抑分布式电源出力62-64
• 4.3 算例分析64-74
• 4.3.1 中央空调参与负荷跟踪计算64-69
• 4.3.2 中央空调参与平抑分布式电源出力计算69-74
• 4.4 本章小结74-75
• 第五章 结论与展望75-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-85
• 攻读硕士期间发表的论文和参与的课题85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1033597