基于需求响应的中央空调负荷调控技术研究_艾臻.pdf

近年来,空调负荷的急剧增长已经成为季节性电力紧张的最主要原因,调整空调
负荷对于改变商业用户负荷曲线、实现电网削峰填谷具有重要意义。为了实现资源
的优化配置,提高电能使用效率,使中央空调节能高效地运行,决定开展基于需求响应
的中央空调负荷调控技术研究,研究中央空调的负荷特性,制定一系列的中央空调负
荷调控策略,并开展中央空调负荷调控实验,探索基于需求响应的中央空调负荷调控
的潜力和前景。

关键词

需求响应;负荷特性;负荷调控;削峰填谷

基于需求响应的中央空调负荷调控技术研究*

艾

臻1,黄宇淇2,杨

晞3,刘永相4,龙方家

3

(1.中国电力科学研究院南京210061;2.国家电网公司北京100005;

3.重庆市电力公司重庆404100;

4.重庆市电力公司电力科学研究院重庆404100

摘要

1引言

能源和环境问题是21世纪最具挑战性的问题之一,

为了应对这一挑战,各个国家都已经把节能降耗、提高能源的利用效率作为能
源发展的重要目标。我国能源的利用率比较低,能源浪费现象严重,因此在我国实行

节能降耗和能效提高有着巨大的潜力和可能,我国要以较少能源投入实现经济增长
的目标,很大程度上取决于节能潜力的挖掘。

近年来,随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,电力需求持续快
速增长、水电减发和电煤供应偏紧、煤价过高等众多因素的影响,华东、华中和南
方电网大部分省市电力供应偏紧,有的省份电力供应缺口达25%以上。电力系统的
发电负荷需要保持在用户的最大需求量以上,然而由于用户需求侧变化难以预测等
因素造成电网调度难以实现高效、节能,导致发电机组能源损失

巨大,而且大多数情况下处在低负荷运行状态,发电效率低、煤耗高,同时影响机
组使用寿命。要想实现资源的优化配置,提高电能使用效率,实现节能减排、削峰填
谷具有重要的意义。

此外,商业用户负荷增长迅速,负荷的快速增长对电网安全和电力平稳运行产生
较大影响。特别是空调负荷的急剧增长已经成为季节性电力紧张的最主要原因。据
统计,我国电网夏季空调负荷已占尖峰负荷的30%左右。空调负荷主要集中于夏季
用电高峰时段,且年均持续时间仅数百小时,但它对电网的安全、经济运行影响极
大。冬季负荷高峰中,空调也扮演了重要角色。在商业用户用电负荷中,空调负荷占
有较大比重,调整空调负荷对于改变商业用户负荷曲线、实现电网削峰填谷具有重
要意义。同时商业用户负荷可控性较大,具有实现智能用电的巨大潜力。合理控制
空调温度和削峰填谷紧密连接在一起。为了对空调负荷特性作进一步的实质性的分
析研究,探讨应对空调负荷过快增长的有效措施,综合考虑各地电网与电力供应的实
际情况,决定开展基于需求响应的中央空调负荷调控技术研究。

*国家电网公司2012年科技项目基金资助项目“智能用电实证研究”

391

2总体思路

基于需求响应的中央空调负荷调控技术研究,旨在对用电可视化、负荷优化控
制等智能用电技术的研究与应用过程中,利用实时数据科学地分析商业用户的用电

行为及模式对自身及电网负荷的影响[1];重点分析商业用户空调系统在可视化、可
控性的条件下,引入负荷优化控制,从而对负荷曲线产生影响的技术及效果[2];从而实
证基于需求响应的空调负荷调控技术在商业用户端应用的技术可行性[3]。本课题
通过国家电网公司2012年科技项目《智能用电实证研究》进行实证。

在《智能用电实证研究》项目开展之前,首先对重庆试点楼宇的现状、需求、
策略等方面进行调研分析,开展建设方案、实施方案的规划工作,在此基础上开展硬
件建设、软件开发等工作,利用实证平台对用户进行用电监测、数据收集。然后根
据收集到的数据开展实证研究分析工作,从而对基于需求响应的中央空调负荷调控
技术进行验证。

2.1实证楼宇的现状介绍

结合本课题前期的调研及各选点城市的实际情况,最终确定实证的试点楼宇之
一为重庆电力新生产大楼。

重庆电力新生产大楼位于渝北区青枫北路凤凰D座,地下1层,地上9层,建筑面
积约50000m2,屋层面积约为40000m2。屋顶有太阳能光伏发电,能够监测屋顶环境
温度、辐照度、风向、风速等。大楼具备楼层温度、湿度的采集点,室外温、湿度
的采集点,每层走廊都安装有温/湿度传感器并连接到智能楼宇能效管理系统采集网
络中。大楼一层值班监控室内安放有视频监控系统、楼宇自控系统、空调管理系
统、分布式能源系统、智能楼宇能效管理系统。智能楼宇能效管理系统生产厂商为
国电南瑞,能够实现从空调管理系统和分布式能源系统获取空调机组数据和屋外环
境数据,同时采集各楼层的温度传感器数据,通过与PLC通信实现对每台新风机组的
启停控制。

大楼的低压配电室共有4台变压器,总装机容量为5100kVA