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CN116826782A - 基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Publication number
CN116826782A
CN116826782A CN202310617451.9A CN202310617451A CN116826782A CN 116826782 A CN116826782 A CN 116826782A CN 202310617451 A CN202310617451 A CN 202310617451A CN 116826782 A CN116826782 A CN 116826782A
Authority
CN
China
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temperature
temperature control
frequency modulation
control load
power grid
Prior art date
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Pending
Application number
CN202310617451.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郑伟民
王蕾
但扬清
武佳卉
王晨轩
朱云峰
孙飞飞
许恩超
王岑峰
丁一凡
林玲
陈晴悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd, Economic and Technological Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Priority to CN202310617451.9A priority Critical patent/CN116826782A/zh
Publication of CN116826782A publication Critical patent/CN116826782A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/24Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H02J3/241The oscillation concerning frequency
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J2203/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
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Abstract

本申请实施例提供了一种基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质,通过获取调频需求功率;确定具备调频能力的温控负荷设备;根据调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定温控负荷设备参与电网调频的电气功率;再根据电气功率,调节具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。本发明在考虑用户舒适度的约束条件下,通过大幅度改变温控负荷设定温度的方式改变温控负荷运行状态,达到开关机的效果,从而改变温控负荷运行时的电气功率参与电网调频,实现了提高温控负荷作为需求侧响应资源参与电网调频的响应速度和灵活性,同时考虑了用户舒适度。

Description

基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及电力系统调度运行技术领域,特别是涉及一种基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着经济社会快速发展,以空调、冰箱、电热水器等为代表的的温控负荷(ThermostaticallyControlledLoad,TCL)容量迅速增长,在中国的中大型城市,夏季高峰时段的空调负荷占总负荷比例达到40%,而北京、上海、广州等特大型城市甚至超过50%。温控负荷具有储热(储冷)的虚拟储能特性和灵活调度能力,是较为理想的电网调频资源,提供负荷跟踪、辅助调频等服务,可以减轻发电侧的负担,减少旋转备用。
通过对典型温控负荷的基于电路模拟的等效热参数(EquivalentThermalParameters,ETP)模型仿真分析发现,通过修改温控负荷设定温度实现电气功率调节存在响应速度慢、功率变化非线性、功率变化方向不一致、响应时长与环境温度相关、依赖温度预测存在预测误差等问题,无法满足电网调度AGC系统控制要求。
发明内容
本发明提供了一种基于温控负荷的电网调频方法、装置、设备及存储介质,在考虑用户舒适度的约束条件下,实现了提高温控负荷作为需求侧响应资源参与电网调频的响应速度和灵活性。
第一方面,本发明提供了一种基于温控负荷的电网调频方法,包括如下步骤:
获取调频需求功率,所述调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发;
确定具备调频能力的温控负荷设备;
根据所述调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,所述预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;
根据所述电气功率,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
进一步地,所述确定具备调频能力的温控负荷设备,具体包括如下步骤:
预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
进一步地,所述确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,还包括如下方法步骤:
当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
进一步地,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态后,还包括如下方法步骤:
获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
第二方面,本发明提供了一种基于温控负荷的电网调频装置,包括:
需求功率获取模块,用于获取调频需求功率,所述调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发;
温控设备确定模块,用于确定具备调频能力的温控负荷设备;
电气功率确定模块,用于根据所述调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,所述预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;
工作状态调节模块,用于根据所述电气功率,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
进一步地,所述温控设备确定模块,还包括:
设定阈值获取单元,用于预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
阈值判断单元,用于获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
进一步地,所述电气功率确定模块,还包括:
第一工作频率确定单元,用于当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
第二工作频率确定单元,用于当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
第三工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
第四工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
进一步地,还包括:
下一周期温度预测模块,用于获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
调频能力再次确认模块,用于根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
下一周期电气频率确定模块,用于若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
第三方面,本发明提供一种电子设备,包括:
至少一个存储器以及至少一个处理器;
所述存储器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的一种基于温控负荷的电网调频方法的步骤。
第四方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种基于温控负荷的电网调频方法的步骤。
本发明通过获取调频需求功率;确定具备调频能力的温控负荷设备;根据调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;再根据电气功率,调节具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。本发明在考虑用户舒适度的约束条件下,通过大幅度改变温控负荷设定温度的方式改变温控负荷运行状态,达到开关机的效果,从而改变温控负荷运行时的电气功率参与电网调频,实现了提高温控负荷作为需求侧响应资源参与电网调频的响应速度和灵活性,同时考虑了用户舒适性。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图说明
图1为在一个示例性的实施例中提供的一种基于温控负荷的电网调频方法的步骤流程图;
图2为基于经典参数的温控负荷调节方案中变频空调上调2℃设定值时的空调负荷运行状态图;
图3为基于经典参数的温控负荷调节方案中变频空调下调3℃设定值时的空调负荷运行状态图;
图4为一个示例性的实施例中提供的一种基于温控负荷的电网调频方法中变频空调上调2℃设定值时的空调负荷运行状态图;
图5为一个示例性的实施例中提供的一种基于温控负荷的电网调频方法中变频空调上调2℃设定值时的空调负荷运行状态图;
图6为在一个示例性的实施例中提供的一种基于温控负荷的电网调频装置的模块示意图;
图7为在一个示例性的实施例中提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
负荷聚合商(loadaggregator,LA)作为新的专业化需求响应资源整合者,通过专业技术评估用户的需求响应潜力,整合分散的需求响应资源来参与电力系统运营。从系统运行方的角度看,负荷聚合商相当于一个大型的发电商,类似于虚拟电厂(VPP)或负荷资源,负荷聚合商使得电力系统在获取有功调节、电压控制与平衡机制等辅助服务产品方面具有更多的选择,从而降低了系统的运营成本。
而对于温控负荷参与电网调频的技术构思中,负荷聚合商的作用主要包含两个方面:一方面是向中小型用户提供了一个参与市场调节的机会。中小型用户负荷弹性水平达不到参与需求响应的最低水平,很难找到电力交易的入口。负荷聚合商可以整合用户需求响应资源并将它们引入市场交易,使得闲置的负荷资源发挥作用。同时也为其他电力系统参与者带来利益。另一方面,负荷聚合商通过专业的技术手段充分发掘负荷的需求响应潜力,中小型用户负荷在负荷聚合商的帮助和指导下,可以形成科学的用电方式,提高终端用电设备的用电效率。
基于上述构思及背景技术,如图1所示,本申请实施例提供了一种基于温控负荷的电网调频方法,具体包括如下方法步骤:
S201:获取调频需求功率,调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发。
电网调度AGC(AutomaticGenerationControl)系统根据电网调频需求量下发调频需求功率到负荷聚合商,负荷聚合商根据调频需求量,确定调频需求功率。
S202:确定具备调频能力的温控负荷设备。
负荷聚合商整合负荷设备资源,确定满足条件的能够参与电网调频中的温控负荷设备。在本申请实施例中,温控负荷设备包括变频压缩机的空调负荷、冰箱负荷等。
在一个优选的例子中,确定具备调频能力的温控负荷设备具体步骤为:
预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
S203:根据调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建。
在一个优选的例子中,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率包括如下方法步骤:
当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
S204:根据电气功率,调节具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
在一个优选的例子中,可以通过对当前介质温度的实时测量以及对基于对当前介质温度的变化下各项参数的实时计算,实现周期性的电网调频,包括:
获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
在一个示例性的一种基于温控负荷的电网调频方法的实施例中。温控负荷设备由温控负荷控制器控制,温控负荷控制器具备与负荷聚合商控制系统通信的功能,能够接收来自负荷负荷聚合商的控制指令,并反馈温控负荷运行状态和环境温度,在考虑用户舒适度的约束条件下,通过大幅度改变温控负荷设定温度的方式改变温控负荷运行状态,达到开关机的效果,从而改变温控负荷运行时的电气功率参与电网调频。以变频空调作为温控负荷参与电网调频为例,温控负荷控制器为变频空调控制器,其可以采用外置独立个体方式或内置于空调控制电路中,采用有线或无线等方式与负荷聚合商通信。
具体的,首先设定用户可接受的温度变化范围阈值,温控负荷控制器根据采集的环境温度与用户设定的当前温控负荷设备的温度间差值△T是否在设定的阈值范围内(ΔT∈[ΔTmin,ΔTmax])确定温控负荷是否具备电网调频能力,△Tmin和△Tmax为变频空调用户可接受的舒适度温度边界值,如△Tmin=-1℃,表示用户空调温度设定值为23℃时,参与电网调频时空调可将室内温度制冷至22℃,即室内温度小于设定值1℃时,对用户体感舒适度影响不大,同样的如△Tmax=2℃,表示空调参与电网调频时短时间内室内温度高于设定值2℃,用户在体感舒适度上可以接受,即本实施例中将用户体感舒适度范围设定为[-1℃,3℃]。ΔT=Tin-Tset,△T为内部介质温度与用户设定值间的温度差,Tset为用户设定的当前温控负荷设备的温度值,Tin为内部介质温度。
当温控负荷具备电网调频能力时,温控负荷控制器基于温控负荷参与电网调频数学模型,实时计算温控负荷参与电网调频时电气功率大小PAC[k],将计算得到的实时电气功率反馈到负荷聚合商,再由负荷聚合商统计形成温控负荷聚合功率上送到电网调度AGC(AutomaticGenerationControl)系统。
所述温控负荷参与电网调频数学模型采用基于电路模拟的等效热参数(EquivalentThermalParameters,ETP)模型,并考虑参与电网调度AGC系统控制时的电气功率计算模型,其公式具体为:
其中,
Q[k]=af2[k]+bf[k]+c
PAC[k]=mf[k]+n
PAC[k]表示第k个AGC周期时温控负荷电气功率实时值。Q[k]表示第k个AGC周期时温控负荷制热量/制冷量实时值。f[k]为可变频温控负荷第k个AGC周期时的工作频率。PTCL[k]表示第k个AGC周期时参与电网辅助调频的温控负荷电气功率实时值。ARRTCL[k]表示第k个AGC周期时参与电网调频温控负荷需调功率值。为温控负荷第k个AGC周期时可参与电网辅助调频最大电气功率值。δ表示AGC执行周期,典型值如5s。Tout为外部介质温度。Ca为等效比热容。Ra为等效阻抗。a、b、c、m、n为函数拟合系数,其取值与温控负荷类型和具体型号有关。ΔTN.max、ΔTN.min、ΔTN.mid分别为设定最高档温差阈值、设定中档温差阈值及设定最低档温差阈值,上述温差阈值为温控负荷厂家内部设定值,其具体数值取决于温控负荷设备的类型。fmax和fmin分别为可变频温控负荷压缩机运行时的最大和最小频率,在不停机情况下满足fmin≤ft≤fmax,KAir为常系数,取值与温控负荷具体型号相关,当温差小于温差阈值设定值最小值时(即f=0时),温控负荷停机。△Tmin和△Tmax为空调用户可接受的舒适度温度边界值,用户体感温度舒适值范围(△T∈[△Tmin,△Tmax])决定了温控负荷负荷参与电网时长和效果。
根据上述模型实时计算某一调度周期内温控负荷参与电网调频时电气功率大小PAC[k],具体步骤为:
根据温控负荷控制器采集计算得到的Tin、Tout、Q完成温控负荷参与电网调频数学模型初始化,Tout为外部介质温度;
计算参与电网调频后下一个控制周期前的内部介质温度及△T;
根据△T确认温控负荷是否具备参与下一次电网调频能力;
当具备电网调频能力时,根据下式:
计算可变频温控负荷压缩机运行频率f[k];
根据计算得到的f[k]代入公式Q[k]=af2[k]+bf[k]+c,得到Q值,Q值用于更新公式
其中相关参数的对应值,从而实现循环实时计算;
将计算得到的f[k]同时代入公式PAC[k]=mf[k]+n,获取温控负荷参与电网调频电气功率PAC[k],PAC[k]再用于更新公式
其中相关参数的对应值,为下一次负荷聚合商分配功率提供依据。
在一个具体的测试实验中,选取型号为KFR-35GW/BM的直流变频R410A分体式空调,典型参数和环境数据如表1所示:
表1典型变频空调参数值和环境数据
a b c m n fmin fmax
-0.3733 93.9467 32.44 27.01 -250.89 20Hz 100Hz
Ra Ca Tout Tset △TN.max △TN.min △TN.mid
0.00276℃/W 4219.49J/℃ 35℃ 23℃ 3℃ -2℃ -1℃
根据传统温控调频方法及典型参数,模拟通过改变变频空调设定值的方式参与电网调频,空调开机30分钟后处于稳定运行状态,通过变频空调控制器在用户原设定温度(23℃)基础上上调2℃,变频空调电气功率、空调制冷量、室内温度、变频空调压缩机工作频率变化趋势如图2所示。采用同样方法再分别下调3℃如图3所示。
通过图2和图3可以看出,在应用经典参数时,变频空调参与电网调频时电气功率响应速度慢、功率变化非线性、功率变化方向不一致、响应时长与环境温度相关、依赖温度预测存在预测误差等问题,不能满足电网的调度AGC系统典型控制周期对被控对象响应速度要求。
采用本发明所提出的一种基于温控负荷的电网调频方法,变频空调影响特性如图4和图5所示。图4中上调5℃后,空调压缩机停止运行176s(约3分钟),随着温度升高,以最低频率运行了183s(约3分钟)。室内温度方面,经77s(约1.3分钟)室内温度上升了1℃,再经74s(约1.2分钟)室内温度再次上升1℃,变频空调有效参与电网调频时间(变频空调功率恒定区段)约6分钟。空调在稳态运行时下调5℃温度设定值后,空调压缩机最大频率运行,如图5所示,经179s(约3分钟)室内温度下降1℃,再经239s(约4分钟)室内温度再次下降1℃。变频空调有效参与电网调频时间(变频空调功率恒定区段)约3分钟。
综合图2、图3、图4和图5可以看出,采用本申请实施例的方法后,变频空调参与电网调频时响应速度快,相对于传统同步机组爬坡率(传统机组功率从0调整到额定功率所需时间,典型值如5min)具备阶跃响应特性,且参与电网调频功率值易于计算,参与电网调频过程中同时考虑了用户体感舒适度,超过舒适度阈值则自动退出电网调频,保证了用户的舒适体验。
本申请实施例还提供了一种基于温控负荷的电网调频装置300,如图6所示,包括:
需求功率获取模块301,用于获取调频需求功率,所述调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发;
温控设备确定模块302,用于确定具备调频能力的温控负荷设备;
电气功率确定模块303,用于根据所述调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,所述预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;
工作状态调节模块304,用于根据所述电气功率,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
在一个示例性的例子中,温控设备确定模块302,还包括:
设定阈值获取单元,用于预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
阈值判断单元,用于获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
在一个示例性的例子中,电气功率确定模块303,还包括:
第一工作频率确定单元,用于当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
第二工作频率确定单元,用于当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
第三工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
第四工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
在一个示例性的例子中,一种基于温控负荷的电网调频装置300,还包括:
下一周期温度预测模块,用于获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
调频能力再次确认模块,用于根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
下一周期电气频率确定模块,用于若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
需要说明的是,上述实施例提供的一种基于温控负荷的电网调频装置与一种基于温控负荷的电网调频方法属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
如图7所示,图7是本申请实施例根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图。
所述电子设备包括处理器910和存储器920。该主控芯片中处理器910的数量可以是一个或者多个,图7中以一个处理器910为例。该主控芯片中存储器920的数量可以是一个或者多个,图7中以一个存储器920为例。
存储器920作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本申请实施例任意实施例所述的一种基于温控负荷的电网调频方法程序,以及本申请实施例任意实施例所述的一种基于温控负荷的电网调频方法对应的程序指令/模块。存储器920可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外,存储器920可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器920可进一步包括相对于处理器910远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器910通过运行存储在存储器920中的软件程序、指令以及模块,从而执行设备的各种功能应用以及数据处理,即实现上述任一实施例所记载的一种基于温控负荷的电网调频方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上储存有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个实施例所述的一种基于温控负荷的电网调频方法。
本发明可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可读储存介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体,可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其它数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于:相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其它类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其它内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其它光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其它磁性存储设备或任何其它非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
应当理解的是,本申请实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请实施例的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请实施例构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于温控负荷的电网调频方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
获取调频需求功率,所述调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发;
确定具备调频能力的温控负荷设备;
根据所述调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,所述预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;
根据所述电气功率,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于温控负荷的电网调频方法,其特征在于,所述确定具备调频能力的温控负荷设备,具体包括如下步骤:
预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
3.根据权利要求2所述的一种基于温控负荷的电网调频方法,其特征在于,所述确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,还包括如下方法步骤:
当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
4.根据权利要求1所述的一种基于温控负荷的电网调频方法,其特征在于,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态后,还包括如下方法步骤:
获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
5.一种基于温控负荷的电网调频装置,其特征在于,包括:
需求功率获取模块,用于获取调频需求功率,所述调频需求功率通过电网调度AGC系统根据电网调频需求量下发;
温控设备确定模块,用于确定具备调频能力的温控负荷设备;
电气功率确定模块,用于根据所述调频需求功率,通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,其中,所述预设温控负荷参与电网调频数学模型基于电路模拟的等效热参数模型以及参与电网调度的AGC系统控制时的电气功率计算模型搭建;
工作状态调节模块,用于根据所述电气功率,调节所述具备调频能力的温控负荷设备的工作状态。
6.根据权利要求5所述的一种基于温控负荷的电网调频装置,其特征在于,所述温控设备确定模块,还包括:
设定阈值获取单元,用于预设定用户可接受温度变化范围阈值,并获取当前环境温度及温控负荷设备当前设定值;
阈值判断单元,用于获取当前环境温度与所述温控负荷设备当前设定值的温度差值,若所述差值在所述预设定用户可接受温度变化范围阈值范围内,则确认所述温控负荷设备具备调频能力。
7.根据权利要求6所述的一种基于温控负荷的电网调频装置,其特征在于,所述电气功率确定模块,还包括:
第一工作频率确定单元,用于当所述温度差值大于所述温控负荷设备的设定最高档温差阈值时,控制所述温控负荷设备以额定最大工作频率运行;
第二工作频率确定单元,用于当所述温度差值小于所述温控负荷设备的设定最低档温差阈值时,控制所述温控负荷设备停止运行;
第三工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最高档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以fmin+KAir(ΔT+1)的功率运行,其中fmin为所述温控负荷设备的最小额定工作频率,所述KAir为设定常数,所述ΔT为所述温度差值;
第四工作频率确定单元,用于当所述温度差值介于所述温控设备的设定中档温差阈值与设定最低档温差阈值之间时,控制所述温控负荷设备以最小额定工作频率运行。
8.根据权利要求7所述的一种基于温控负荷的电网调频装置,其特征在于,还包括:
下一周期温度预测模块,用于获取当前内部介质温度及外部介质温度,并根据所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率,预测下一个控制周期的内部介质温度;
调频能力再次确认模块,用于根据所述预测内部介质温度,确定所述温控负荷设备在下一个控制周期内是否具备调频能力;
下一周期电气频率确定模块,用于若所述温控负荷设备具备调频能力,则通过预设温控负荷参与电网调频数学模型,确定下一个控制周期内所述温控负荷设备参与电网调频的电气功率。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个存储器以及至少一个处理器;
所述存储器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至4任一项所述的一种基于温控负荷的电网调频方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的一种基于温控负荷的电网调频方法的步骤。
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