北极星智能电网在线讯:1引言
研究和实践表明, 传统仅靠单一增加发电规模无法满足人们对电力与日俱增的需求, 必须调动负荷资源参与电网调峰, 才能有效缓解电力供需矛盾。公共楼宇空调具有负荷容量大、可调性较好以及对社会生产影响较小等特点, 成为负荷资源参与电网调峰的优选对象。以江苏为例, 2013年江苏最高负荷达到8191万千瓦, 其中空调负荷“贡献”了全省1/3的负荷量, 约2800万千瓦。
然而, 目前国内关于需求响应的电价及激励政策相对缺失, 基于电价或激励等方式引导空调负荷主动参与电网互动尚不具备可行性。因此, 解决空调负荷带来的电力供需紧张矛盾这一问题, 必须采用新的思路。
2总体思路
空调负荷的调节控制方式主要包括刚性负荷控制和柔性负荷控制。其中刚性负荷控制方式是一般是直接全部或部分关停空调设备, 如关停主机、关停循环系统或者关停末端风机盘管等。该方式的最大优点是方式简单、响应迅速、执行到位、限负荷容量确定。其缺点是刚性控制方式导致空调制冷能力的急剧下降, 影响了用户的舒适度。
近年来, 研究者提出了空调柔性控制的调节方式, 即通过改变空调设备运行参数、运行模式等调整负荷的出力, 达到部分削减负荷的目的。其优点是空调负荷制冷能力下降相对平缓, 对用户的舒适度影响相对较少, 缺点是调控效果存在一定时延(例如设置中央空调冷冻水出水温度, 则需要经过一二分钟负荷才能真正降到计算值), 调控过程相对复杂, 调控容量不确定性大。
由于空调系统是一个复杂的自平衡系统, 对其局部进行的控制会导致负荷的重新分配, 因此空调负荷调控具有一定的非线性特点, 选择公共楼宇空调负荷参与电网调峰显然不同于常规的电网调峰机组, 它是由大量的非线性负荷曲线不断进行优化组合, 虚拟等效出与常规调峰机组相似的调峰曲线。
公共楼宇空调负荷虚拟调峰的思路就是充分利用不同类型楼宇的用电特性、不同类型空调的负荷特性和响应调节特性, 基于电网调峰需求, 选择合适的楼宇、合适的空调进行优化组合, 拟合出与常规调峰机组类似的调峰特性, 将大规模空调负荷虚拟成电网调峰机组, 参与电网调峰调度。
针对江苏电网提出了综合利用空调系统的刚性负荷控制方式与柔性负荷控制方式相结合的思路。基于刚性负荷控制得到基本负荷响应容量, 再在基本负荷响应容量上叠加柔性负荷控制得到调节负荷容量, 从而得到理想的负荷调峰曲线, 如图1。
图中, 空调负荷的刚性控制主要面向主机、循环水泵、新风机组以及末端风机盘管进行全部或部分关停, 从而能得到确定的调控容量, 即得到基本负荷。柔性控制方式主要采用两种方式：第一种方式通过改变空调系统运行参数, 例如调节冷冻水温度、阀门开度限制等; 第二种方式改变空调系统运行模式, 例如进行全局温度控制、冰蓄冷等。柔性控制获取非线性、波动性的调控容量, 即得到调节负荷, 通过基本负荷和调节负荷叠加, 得到目标虚拟调峰负荷。
