楼宇柔性负荷建模及其调峰组合优化策略研究

进入21世纪,社会的环境保护和节能减排意识日益增强,我国“十二五”规划中也已经明确提出了节能减排、建设节约型可持续发展社会的科学发展观。节能减排的需求对电力工业的发展将会产生巨大的影响,由于电力负荷高峰日益攀升,为了满足与日俱增的负荷需求,机组的发电污染会更加恶化,因而需要投入更多人力和财力对机组碳排放等指标进行改进建设。为了有效降低发电资源投资,并且鉴于国外研究经验和我国的实际国情,如何利用柔性负荷自身特性,发挥用电侧柔性负荷资源的调峰潜力将是重要的研究方向。本文针对楼宇柔性负荷,总结并简化其内部主要柔性用电资源的物理模型,将楼宇中央空调系统整理成基于室内子区域冷负荷的功率模型,将照明设备以及电动汽车充电模型简化为恒功率模型。依据中央空调基于冷负荷的功率模型,本文提出了基于等舒适度损失原则的中央空调调温策略,以中央空调节电量最大化为目标并计及负荷平稳性,将调温策略集进行组合优化,可以得到满足中央空调负荷削减目标的调温预案；在此基础上,根据楼宇柔性负荷组合优化模型,以负荷平稳性为目标,借助照明设备开关组合策略以及电动汽车充电管理策略与已求得的中央空调调温预案进行协调互补,最终得到满足平稳性的楼宇柔性负荷各用电资源的调峰预案,并抽象总结出不同类型楼宇柔性负荷的削减响应综合外特性。通过算例可以得到楼宇柔性负荷内各用电资源的调峰负荷削减预案,且可以证明模型可以有效地将楼宇柔性负荷削减曲线平稳化。利用上述不同类型楼宇柔性负荷的削减响应综合外特性,根据本文提出的楼宇调峰潜力评估模型,可以计算得到整合多类型楼宇柔性负荷时总的调峰响应能力。进而本文提出了楼宇柔性负荷日前调峰调度模型,将不同楼宇柔性负荷执行调峰预案后的响应外特性曲线进行组合优化,进而使组合优化结果可以满足系统调峰目标,同时不超过楼宇总调峰能力。通过算例可以得到楼宇调峰调度策略,并证明了模型的有效性和经济性。