一种温控设备需求响应控制方法技术

本发明专利技术公开了一种温控设备需求响应控制方法，涉及智能电网、用户侧需求响应领域，所述方法包括以下步骤：根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵群体进行排序，并结合响应信号筛选参与响应的电热泵群体；对筛选后的电热泵群体进行温度设定值的调整：如需切负荷，则降低开启群中电热泵的温度设定值；如需增加负荷，则提高关闭群中电热泵的温度设定值；调整量为参与响应的电热泵在当前时刻的温度延伸裕度值。本发明专利技术可应用于风电等分布式可再生能源功率波动的消纳，具有良好的热储能特性，同时在对电热泵进行控制时兼顾用户的舒适度要求。除此之外，以热储能设备作为响应资源来平滑功率，为含有可再生能源的微网应用提供了一个新的技术途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能电网、用户侧需求响应领域，尤其涉及一种温控设备需求响应控 制方法。
技术介绍
需求响应（Demand Response，DR)是对用户用电模式进行调整，或是对用户用电 负荷进行管理的一种智能用电调控技术。一般分为基于电价（price-based)和基于激励 (incentive-based)两种方式。其中基于激励的DR主要是指电网侧调度中心、营销系统以 及节能服务公司相互合作，通过制定确定性的或者随时间变化的能源合同政策，来激励用 户在系统正常运行调度过程中改变负荷消耗，或在紧急情况下削减负荷，从而实现系统运 行优化的目的。基于激励的DR包括直接负荷控制（Direct Load Control，DLC)、可中断 负荷（Interruptible Load，IL)、需求侧竞价（Demand Side Bidding，DSB)、紧急需求响应 (Emergency Demand Response，EDR)和容量/辅助服务计划（Capacity/Ancillary Service Program，CASP)等。DLC是指在系统安全性受到威胁或在负荷高峰时段，调度中心直接控制 用户参与需求响应的设备，例如：关闭或循环控制用户设备。参与DLC的对象常为短时停电 对用户影响不大的设备，例如：电热泵、电热水器，或公建楼宇的中央空调等。 参与该类DR方案的用户往往会收到一定程度的经济补偿，例如：电价折扣或直接 的切负荷赔偿。用户需要提前与电网公司相关部门（如节能服务公司）签订合同，明确最 大可削减负荷量、补偿措施等信息，当用户不能按合同规定切负荷时，也会受到相应惩罚。 专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存下以下缺点和不足： 目前，在用户侧可控负荷建模方面，已有研宄者提出考虑了设备的热力学特性和 参数多样性的模型；在基于物理模型基础上充分考虑用户的用电行为特点建立负荷模型； 以统计数据和历史量测数据为依托，利用随机函数构建了新型负荷模型，并已应用于DLC 控制。已有的DLC控制策略研宄，很多已考虑了用户舒适度的要求，如状态队列（State Queuing, SQ)法，它针对温控设备开关状态转移特性进行建模；基于Fokker-Planck方程的 辨识控制算法，利用参数辨识方法对温控设备群进行等值建模进而实现响应控制；基于用 户侧舒适约束控制算法，提出的一种基于离散积分的数值模型进行响应控制优化计算；以 及基于温度优先队列策略的控制算法，利用参数序列化技术设计响应控制策略。 这些方法的局限在于，大多涉及到对温控设备温度设定值的调节，或采用关键参 数进行设备排序操作来实现响应控制，但将两者结合的综合性方法尚未出现。此外，设备 排序操作的指标以及温度设定值调节量值的合理选取，是实现温控设备需求响应策略的关 键。
技术实现思路
本专利技术提供了，本专利技术不仅使跟踪响应信号性能 稳定、调节量少且响应误差较小，同时能较好维持用户舒适度，详见下文描述： ，所述方法包括以下步骤： 根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵群体进行排 序，并结合响应信号筛选电热泵群体； 对筛选后的电热泵设备进行温度设定值的调整：如需切负荷，则降低开启群中电 热泵的温度设定值；如需增加负荷，则提高关闭群中电热泵的温度设定值；调整量为电热 泵在当前时刻的温度延伸裕度值。 其中，所述方法还包括：在每一个时刻，将所有电热泵分为开启与关闭的两个设备 群；通过运行温度、设定温度、温度上限、温度下限和温度死区获取温度延伸裕度、归一化温 度延伸裕度。 其中，所述方法还包括：将单体电热泵设备聚集，形成电热泵负荷群；通过电热泵 负荷群中各个单体设备的功率改变，影响电热泵群整体功率。 所述根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵进行排 序，并结合响应信号筛选电热泵具体为： 当需要减少负荷消耗时，对(^群设备实施控制，关停部分设备；当需要增加负荷消 耗时，对B t群设备实施控制，开启部分设备； 需减少负荷消耗时，在Ot群内，从％开始反向搜索以确定参与调控的设备组 砥=WK 1，…成:》，需满足如下条件：【主权项】1. ，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵群体进行排序，并 结合响应信号筛选出参与响应的电热泵群体； 对参与响应的电热泵进行温度设定值的调整：如需切负荷，则降低开启群中电热泵的 温度设定值；如需增加负荷，则提高关闭群中电热泵的温度设定值；调整量为参与响应的 电热泵在当前时刻的温度延伸裕度值。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述方法还 包括： 在每一个时刻，将所有电热泵分为开启与关闭的两个设备群；通过运行温度、设定温 度、温度上限、温度下限和温度死区获取温度延伸裕度、归一化温度延伸裕度。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述方法还 包括： 将单体电热泵设备聚集，形成电热泵负荷群；通过电热泵负荷群中各个单体设备的功 率改变，影响电热泵群整体功率。4. 根据权利要求1所述的，其特征在于，所述根据目 标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵进行排序，并结合响应信号筛 选参与响应的电热泵具体为： 当需要减少负荷消耗时，对〇1群设备实施控制，关停部分设备；当需要增加负荷消耗 时，对B1群设备实施控制，开启部分设备； 需减少负荷消耗时，在群内，从％开始反向搜索以确定参与调控的设备组 砥=(d，…，及），需满足如下条件：则匕为该时刻需要关闭的电热泵数目； 需增加系统负荷消耗时，在f群内，从（开始反向搜索以确定参与调控的设备组 尽?=(〃《2，〃《2-1，~，1)，需满足如下条件：则kB为该时刻需要关闭的电热泵数目。【专利摘要】本专利技术公开了，涉及智能电网、用户侧需求响应领域，所述方法包括以下步骤：根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵群体进行排序，并结合响应信号筛选参与响应的电热泵群体；对筛选后的电热泵群体进行温度设定值的调整：如需切负荷，则降低开启群中电热泵的温度设定值；如需增加负荷，则提高关闭群中电热泵的温度设定值；调整量为参与响应的电热泵在当前时刻的温度延伸裕度值。本专利技术可应用于风电等分布式可再生能源功率波动的消纳，具有良好的热储能特性，同时在对电热泵进行控制时兼顾用户的舒适度要求。除此之外，以热储能设备作为响应资源来平滑功率，为含有可再生能源的微网应用提供了一个新的技术途径。【IPC分类】G05B19-418【公开号】CN104699051【申请号】CN201510076033【专利技术人】戚野白, 王丹, 贾宏杰, 卫文婷 【申请人】天津大学【公开日】2015年6月10日【申请日】2015年2月12日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温控设备需求响应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据目标信号，利用温度延伸裕度与归一化温度延伸裕度对电热泵群体进行排序，并结合响应信号筛选出参与响应的电热泵群体；对参与响应的电热泵进行温度设定值的调整：如需切负荷，则降低开启群中电热泵的温度设定值；如需增加负荷，则提高关闭群中电热泵的温度设定值；调整量为参与响应的电热泵在当前时刻的温度延伸裕度值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚野白，王丹，贾宏杰，卫文婷，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12