电力负荷的柔性控制策略有助于引导电力用户主动调整用电需求,改变固
有的用电模式和用电方式,是需求侧管理中的重要环节。空调负荷在第三产业
和居民用电中一直占着很大的比重。由于空调负荷季节性特征显著,使其已成
为季节性峰谷拉大的主要原因
[1,2]
。若对空调负荷不加以调控,则会对电网的稳
定运行产生较大的影响。
目前,关于空调负荷的调控策略的相关研究大多集中在顶层电网的调峰调
度架构设计和优化调度方面。文献[3,4]通过电价引导对空调负荷进行调控。文
献[5,6,7]建立了不同的空调负荷调度模型、目标函数以及约束条件,然后利用不
同的数学优化方法优化空调的调度方案。文献[8]基于多目标粒子群算法去优化
负荷曲线方差的数学模型。文献[9]提出了适用于大量分体式空调负荷的聚类分
组方法及直接负荷控制(Direct Load Control,DLC)分组轮控动态优化方法,使空
调负荷出力与调度计划更加吻合。文献[10]提出了一种负荷预测模糊控制策略,
避免出现负荷功率恢复高峰,从而达到减少能耗的目的。但其负荷控制精度有
待提高,且该方案并没有在实际中进行试点应用。文献[11]提出了一种基于混合
整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)的方法来调度可中断
的空调负荷。此方法有效提高了系统的运行效率,但文中实时数据带来的预测
不确定性,使结果的精确度有待提高。以上文献没有对空调负荷本体设计精确
的调控方案。文献[12]中提出了采用粒子群算法整定比例积分微分控制器的参
数的空调负荷控制方法,但是该方法属于单环闭环控制,其跟踪精度还有很大的
提高空间。因此,本文基于空调负荷季节性特征显著、受温度影响规律性强、
需求响应明确等特点,以空调本体作为被控对象,提出面向需求响应的空调负荷
柔性控制策略。本研究在考虑将空调负荷所在的区域电网等效为三闭环控制系
统的基础上,建立空调内部的无刷直流电机模型,通过模糊自适应算法对 PI 控
制器中参数进行整定和调整,使得系统控制精度提升到 99%,从而可以更加稳定
且准确地对空调负荷进行柔性调控。
1 多级调控模式架 构
本文利用智慧用电管理系统连接区域或局域微电网,根据台区或变压器之
后的配电情况、柔性负荷分级管理思想、智能负荷控制器的特点,采用分区、
分类、分时控制设计方式,实现“区域控制-分层控制-现地控制”的多级控制模式,
如图 1 所示。这种控制方式使得需求侧的空调负荷群更加灵活地参与电网管理
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