基于轮控调度的空调负荷控制系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107504635A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710710911.7(51)Int.Cl.(22)申请日2017.08.18F24F11/00(2006.01)G05B13/04(2006.01)(71)申请人江苏省电力试验研究院有限公司地址210000江苏省南京市江宁区帕威尔路1号申请人国网江苏省电力公司电力科学研究院国家电网公司华北电力大学(72)发明人李虎成袁宇波张小易龚雁峰苏伟彭志强樊海锋夏杰郑明忠周琦曾飞(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人陈静权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于轮控调度的空调负荷控制系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮控调度的空调负荷控制系统，包括电网调度中心、信息采集中心、若干组个人空调负荷集群和与个人空调负荷集群对应设置的轮控调度子系统；轮控调度子系统采集个人空调负荷集群的负荷状态，预测个人空调负荷集群的可控参数，并上传至信息采集中心，由信息采集中心生成调度统计信息，电网调度中心根据调度统计信息制定调度计划，轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控。本发明的轮控调度子系统通过采集个人空调负荷集群的负荷状态、预测可控参数、制定调度计划，从而实现对个人空调负荷集群的轮控，采用空调负荷直接控制的方法，可以有效削减夏、冬两季高峰时段的负荷容量，缓解电网压力。CN107504635ACN107504635A权利要求书1/2页1.一种基于轮控调度的空调负荷控制系统，其特征在于，包括：电网调度中心、信息采集中心、若干组个人空调负荷集群和与个人空调负荷集群对应设置的轮控调度子系统；所述轮控调度子系统分别与电网调度中心、信息采集中心连接；所述轮控调度子系统采集个人空调负荷集群的负荷状态，预测个人空调负荷集群的可控参数，并上传至信息采集中心，由信息采集中心生成调度统计信息，电网调度中心根据调度统计信息制定调度计划，轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控。2.根据权利要求1所述的基于轮控调度的空调负荷控制系统，其特征在于，还包括通信系统，所述轮控调度子系统通过通信系统分别与电网调度中心、信息采集中心连接，所述通信系统包括电力光纤和4G通信模块。3.根据权利要求1所述的基于轮控调度的空调负荷控制系统，其特征在于，还包括调控信息发布单元，用于发布调控计划和调度结果。4.采用权利要求1～3任一项所述的基于轮控调度的空调负荷控制系统的空调负荷控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)轮控调度子系统采集个人空调负荷集群的负荷状态，预测个人空调负荷集群的可控参数，并将预测信息上传至信息采集中心；(2)信息采集中心生成调度统计信息，与电网调度中心进行信息交互；(3)电网调度中心根据调度统计信息制定调度计划，轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控。5.根据权利要求4所述的空调负荷控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述负荷状态包括：当日实时温度、用户空调功率和用户舒适度。6.根据权利要求5所述的空调负荷控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述轮控调度子系统预测可控容量的具体方法如下：(1.1)根据空调等效热参数模型，获得理想化情况下，用户空调功率与室温随时间变化的计算公式：空调关闭状态：空调开启状态：式中，表示t时刻室内温度，表示t+1时刻室内温度，表示t时刻室外温度，表示t+1时刻室外温度；ε为散热函数，τ为控制时间间隔，TC为时间常数；η为空调能效-1比，Pt为空调的额定功率，ηPt即为空调的额定制冷量；A为导热系数，单位为1/(kW·℃)；(1.2)假设室温保持在[Tmin,Tmax]内，为人体的舒适度区间，控制周期内的室外实时温度设为恒定值Tout，结合室温的舒适度区间，求得空调负荷的控制周期τc，以及空调开启时间τon和空调关停时间τoff，具体公式如下：τc＝τoff+τon2CN107504635A权利要求书2/2页(1.3)根据空调开启和关停时间预测空调负荷可控容量C，其计算公式为：式中：n表示空调总台数，表示空调平均功率，则表示子系统下所控空调总功率。7.根据权利要求4所述的空调负荷控制方法，其特征在于，步骤(3)中所述轮控调度子系统根据调度计划输出控制指令对个人空调负荷集群进行轮控具体是结合约束条件、实时可控容量和可控时段，以经济最优为调度目标，采用0-1整型线性算法对个人空调负荷集群进行控制优化计算，给出最终轮控结果。8.根据权利要求7所述的空调负荷控制方法，其特征在于，以经济最优为调度目标的优化目标函数为：式中：S(t,k)是t时刻第k组空调的控制状态，1表示受控，即