一种基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，属于电力系统运行和控制技术领域。该方法包括：采用中央协调层和本地控制层两层控制架构，各本地控制器进行热模型参数辨识并进行本地空调自主控制，在一个通讯间隔结束时刻将本地信息上传至中央控制器，中央控制器将协调信息广播至每一个本地控制器；根据中央控制器下发的协调信息，各本地控制器每隔一个动作周期开始时刻判断功率偏差是否超出动作死区，若超出则进行一次调频控制动作，否则不动作，并估计全体空调下一动作周期开始时刻运行状况。本发明可实现空调集群负荷与功率误差的线性响应并且不影响用户的舒适度，消除了空调群集中控制响应慢和本地分散控制缺乏协调信息的矛盾。
【专利说明】
一种基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统运行和控制技术领域，特别涉及一种基于大型建筑空调负荷 集群的电网一次调频方法。
【背景技术】
[0002] -次调频容量是电力系统实现系统发电与负荷平衡，应对事故扰动能力的主要表 征之一。传统的一次调频主要由具有快速调节能力的水电机组和大型火电机组提供，其响 应时间在秒数级。随着大规模新能源发电的接入，电力系统的转动惯量显著减小，且新能源 发电出力的随机性和不可控性加大了电力系统的调频负担。同时，高压直流输电的接入取 代了本地电源，进一步降低了系统的一次调频容量。因此，如何发挥负荷侧的潜在能力参与 系统一次调频成为一个迫切的问题。
[0003] 基于负荷侧响应机制，组织和管理数量众多而单体功率小的可控热负荷参与电力 系统一次调频是一种可行的思路。通过信息的收集、处理和一定的控制手段，可以将空调等 具备热储能效益的群体负荷参与辅助服务，同时保证末端用户的舒适度不受明显影响。这 是因为可控热负荷是能量型负荷，即用户只关心一段时间内用电器向热环境释放的热能， 而不关心每时每刻的功率，而一次调频的误差信号为脉冲型，其一段时间内积分趋近于零， 故不会导致末端能量输出产生明显变化。与此同时，可控热负荷占总负荷比重逐日上升，潜 力巨大。美国建筑中的可控热负荷占全网用电负荷的35%以上，中国的空调负荷增长迅速， 夏季空调负荷占电网最大负荷的20%左右，可见空调群作为调频备用潜力巨大。
[0004] 此外，为保证用户舒适度而设定的空调自主温度死区控制可能会导致某一时刻空 调群总功率朝着功频响应需求相反的方向变化，即出现反弹效应(Rebound Ef f ect)。在传 统的方法中，反弹效应极大的限制了热储能负荷参与负荷侧响应以及向系统提供辅助服 务。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出了一种基于大型建筑空调负荷集 群的电网一次调频方法，实现空调集群负荷与频率误差的线性响应并且不影响用户的舒适 度，消除空调群参与一次调频中集中控制响应慢和本地分散控制缺乏协调信息的矛盾，提 高了控制精度并解决了反弹问题。
[0006] 本发明提出的基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，该 方法采用的空调负荷集群包括中央协调层和本地控制层两层控制架构，中央协调层包括一 台中央控制器，本地控制层包括N个本地控制器，N台空调和各台空调所属房间设置的温度 传感器、频率传感器。中央控制器和本地控制器每隔一个通讯间隔（15秒至1分钟)进行一次 双向通信，本地控制器每隔一个温度采集周期（1秒至4秒)采集温度传感器的数据。中央控 制器与本地控制器之间采用无线通讯的方式，本地控制器与空调、温度传感器、频率传感器 之间为有线连接通讯，本地控制器根据本地信息及中央控制器发送的协调信息在每个动作 周期对本地空调进行一次调控。
[0007] 该方法主要包括以下步骤：
[0008] 1)各本地控制器进行热模型参数辨识并进行本地空调自主控制，在一个通讯间隔 (15秒至1分钟）结束时刻将本地信息上传至中央控制器，中央控制器将协调信息广播至每 一个本地控制器；
[0009] 2)当步骤1)中通讯结束后，根据中央控制器下发的协调信息，各本地控制器每隔 一个动作周期（1秒或其他设定时间）开始时刻判断功率偏差是否超出动作死区，若超出则 进行一次调频控制动作，否则不动作，并估计全体空调下一动作周期开始时刻(与本时刻相 隔一个动作周期）运行状况；到达下一个通讯间隔开始时刻则返回步骤1)，否则返回步骤 2)〇
[0010] 本发明提出的基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法的特点是：
[0011] 本发明方法利用大型建筑物具有的热容积，形成中央协调层和本地控制层两层控 制架构，通过快速控制空调负荷集群可以实现其类发电机的线性功频特性参与电网的一次 调频，每台空调在本地进行一次调频响应提高其整体响应速度，并每隔设定时间与中央协 调层进行一次通信上传本地信息并获取全局协调信息保证其整体功频线性响应精度，而所 提出的温度能控门槛保证了用户舒适度和设备寿命不受较大影响。
[0012] 本发明的提出的基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法的有益效果是：
[0013] 1.提出了一种由较慢速的集中协调与快速的分布式本地控制组成的两层控制架 构，在集中协调层（即中央协调层)按协调控制周期汇集各房间空调运行功率、状态、房间温 度、房间热动态模型等信息，然后广播到各个本地控制器;这种架构较好解决了集中控制时 延过长，而分布控制缺乏协调的问题，提高了控制精度并解决了反弹问题；
[0014] 2.本地控制层控制器各自基于房间热动态模型估计全体空调的运行状态和房间 的温度，并以此为依据进行空调群排序，以自身空调的排名位置和实时测量频率偏差为依 据决定是否触发本地调频动作，实质上为一种本地控制算法，提高了对功频误差的响应速 度。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明实施例采用的两层控制架构示意图；
[0016] 图2为本发明实施例方法流程框图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明提出的基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，结合附图及实施 例说明如下：
[0018] 本实施例如图1所示，空调负荷集群采用中央协调层和本地控制层两层控制架构， 中央协调层包括一台中央控制器，本地控制层包括N台本地控制器，N台空调和各台空调所 属房间设置的温度传感器、频率传感器。中央控制器和本地控制器每隔一个通讯间隔进行 一次双向通信，本地控制器每隔一个温度采集周期采集温度传感器的数据。中央控制器与 本地控制器之间采用无线通讯的方式，本地控制器与空调、温度传感器、频率传感器之间为 无线或有线连接通讯，本地控制器根据本地信息及中央控制器发送的协调信息在每个动作 周期对本地空调进行一次调控。
[0019] 本发明提出的基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，如图2所示，主要 包括以下步骤：
[0020] 1)各本地控制器进行热模型参数辨识并进行本地空调自主控制，在一个通讯间隔 tgap(15秒至1分钟)结束时刻将本地信息上传至中央控制器，中央控制器将协调信息广播至 每一个本地控制器；
[0021] 2)当步骤1)中通讯结束后，根据中央控制器下发的协调信息，各本地控制器每隔 一个动作周期秒或其他设定时间)开始时刻判断功率偏差是否超出动作死区，若超出 则进行一次调频控制动作，否则不动作，并估计全体空调下一动作周期t ac；t开始时刻（与本 时刻相隔一个动作周期tact)运行状况;到达下一个通讯间隔开始时刻则返回步骤1)，否则 返回步骤2);
[0022]所述步骤1)具体包括：
[0023 ] 1 -2)每台本地控制器i，i = 1.2......N，分别进行房间热模型参数辨识得到参数：
[0024] 每个空调房间i，i = 1.2……N，根据实际应用中对热模型辨识曲线与实际温度曲 线之间的误差要求和本地控制器硬件存储能力选择不同精度的热模型参数，分别是零阶、 一阶或二阶热模型，如式(1)-(3):
[0025] ATi = aiAt (1)
[0028]三个热模型的待辨识参数个数分别是1个、2个和4个，即ai、ai, γ ?、αη，γ η，α?2, γι2;其中α?\为当前温度τ&1与本地空调最近一次翻转开关状态时室内温度r<° g(简称翻 转温度初始值)之差，而A U对应为当前时间和本地空调最近一次翻转开关状态时间^(简 称翻转时间初始值)之差，即
[0029] Δ7; =7·?/,.…化/叹 U)
[0030] At, =tf -t'°g (5)
[0031] 翻转温度初始值1^#、翻转时间初始值f作为热模型参数;本地控制器在通信间 隔tgap内根据温度采集周期ttemp(l秒至4秒)记录的空气温度数据对房间热模型进行参数辨 识，得到房间热模型辨识出的参数;具体为：
[0032]用k标记温度记录次数，且记录每一次记录温度时的本地空调的开关状态statei(其等 于1代表开状态0N，等于0代表关状态OFF):若选用零阶（线性）模型，则参数辨识模型为
'当本地空调的状态statei = 1，根据此时记录的k值，辨识出 0N(开)状态参数，反之，本地空调的状态statei = 0,根据此时记录的k值，辨识出OFF(关)状 态参数;若选用一阶模型，则参数辨识模型
，类 似的在不同开关状态下辨识出0N(开)和OFF(关)状态的两组参数if",若选用 二阶模型，则参数辨识模型 ，类似的在不
同开关状态下辨识出ON和OFF状态的两组参数6igV, #和;
[0033] 本发明对所有的本地控制器都设置为相同的热模型，本实施例中选用一阶模型， 通过公知算法，辨识出的房间热模型参数为q?，#和
[0034] 1-2)本地控制器进行本地空调自主控制，具体包括：
[0035] 以i标记第i个本地控制器、空调和房间，i = 1.2……N，其房间室内空气温度为 Tai，空调开关状态为stated其等于1代表开状态0N，等于0代表关状态0FF)，并设空调为只 能控制开关状态的恒功率出力空调，其运行功率为Pi;
[0036] 每台温度传感器实时采集房间内空气温度，本地控制器每隔一个温度采集周期 ttemp( 1秒至4秒)采集温度传感器的温度数据；
[0037] 每台空调由用户直接对空调设置需要的温度，设该温度为TSl，且每台空调设有温 度控制死区△ i(每台空调的控制死区△ i为空调出厂设置属性，本实施例设定为1°C );本地 控制器采用下列公式进行自主控制：
[0040] 上述式中，Tai为房间的空气温度，^、:^分别对应本地空调控制死区温度的上、下 限，T Sl为用户对空调的设置温度，Δ,为温度控制死区，statei为空调的开关状态(其等于1 代表开状态0N，等于0代表关状态OFF);
[0041] 式(6)表明，当空调的statei = 0,即空调处于关闭状态，若房间的空气温度Tai上升 达到本地空调控制死区温度的上限时，本地控制器自主控制打开空调；当空调的stat ei = 1，即空调处于打开状态，若房间的空气温度Tai下降达到本地空调控制死区温度的下限& 时，本地控制器自主控制关掉空调；
[0042] 1-3)在本地控制器与中央控制器的通讯间隔tgap结束时刻（即通讯时刻），每台本 地控制器将向中央控制器上传最后一次采集的房间室内空气温度T ai、空调开关状态 statei、运行功率P,，房间设置温度TSl，温度控制死区Δ ,和热模型参数 以及
[0043] 1 _4)中央控制器在本地信息收集完成后，向每台本地控制器广播所有收集到的信 息作为协调信息，包括所有本地编号i e N对应的室内空气温度Tai，空调开关状态statei，运 行功率P,，房间设置温度TSl，温度控制死区△ i和对应热模型参数6^，#和以及 擎和f;
[0044] 在中央控制器收集得到每个本地控制器对应的房间热模型参数后，计算出每台空 调基准功率P〇i并求和获得全体空调运行基准功率P0,并同时广播全体空调运行基准功率 P0至各台本地控制器;具体包括：
[0045] 每台空调运行基准功率ΡΟ,对应其在通讯间隔tgap内的一个开关周期T,(开关周期 指的是空调按照本地自主控制逻辑在开关状态之间转换而周期运行时的一个周期时间）的平 均功率；中央控制器根据已经获得每个房间的热模型参和f， 房间设置温度TSl，温度控制死区Δ i，先根据公式（7)求得温度上下限，求解 ξ-麵，二-6^得到巧（意义为当空调处于ON状态时该室内温度等于 上限温度?的时刻），求解= (ds) - ?伽得到f (意义为当空调处于 ON状态时该室内温度等于下限温度Xi的时刻），求解f - 7^，二 得到if (意义为当空调处于OFF状态时该室内温度等于上限温度零的时刻），求解 & - = ?#ΜΡ? _ 得到f (意义为当空调处于OFF状态时该室内温度 等于下限温度li的时刻），则
[0046] T〇nt = tf] -^2) (8)
[0047] (9)
[0048] 每台空调的基准功率POi计算式为
[0050] 其中，Tom为在一个开关周期Ti内空调处于0N状态的时间，而Toffi为处于OFF状态 的时间；
[0051 ] 全体空调的运行基准功率P0为每台空调基准功率和，即
[0053]中央控制器广播全体空调运行基准功率P0至各台本地控制器；
[0054]所述步骤2)具体包括：
[0055] 2-1)空调负荷集群一次调频响应的控制目标是全体空调实时总功率P(t)与基准 功率P0之差Δ P与实时频率误差Δ f成正比，即
[0056] AP = P(t)-PO=K(f(t)-fo)=KAf (12)
[0057] 其中fo为基准频率，中国大陆为50Hz，f( t)为实时频率，对所有本地控制器设置相 同的功频响应系数K(根据空调群的总功率和历史采集的最大频率波动数据的比例确定，K 越大则空调群参与调频程度大，K越小则空调群参与调频程度小）；
[0058] 2-2)定义第i标记的本地控制器的温度优先级Tprii为：
[0060] 其中Tai为空气温度，TSl为用户对空调的设置温度，Δ,是温度控制死区， stateiS 第i台空调的开关状态(ON对应1，0FF对应0)，式（13)意义在于，为空气温度越靠近温度控制 死区的温度变化终点的空调优先级越大；当空调的statei = l，即空调处于打开状态，若房 间的空气温度Tai越低，温度优先级Tprh越高，在本地控制器调频过程中优先打开该空调； 当空调的stat ei = 0,即空调处于关闭状态，若房间的空气温度Tai越高，温度优先级Tpri^ 高，在本地控制器调频过程中优先打开该空调；
[0061] 2-3)频率传感器每隔一个动作周期tact采集一次电网频率，每台本地控制器在一 个动作周期开始时刻，根据采集的电网频率计算出全体空调的功率偏差δ;具体如下：
[0062] 每台空调的本地控制器根据获得由中央控制器广播的协调信息(所有房间所处的 空气温度Tai和空调开关状态statei以及功率Pi)，计算出全体空调的实时总功率P(t):
[0064] 再根据公式(12)及(14)，得到全体空调的功率偏差δ = P(t) -Ρ0-Κ Δ f;
[0065] 2-4)每台本地控制器判断功率偏差δ是否处于动作死区ξ(ξ根据精度要求不同自 行设定，本实施例设定为lkw);当功率偏差δ处于动作死区时即| δ |彡ξ，空调不参与调频控 制；当功率偏差δ超出动作死区，则参与此次动作周期的调频控制动作;具体如下：
[0066] 2-4-1)如果δ>ξ，根据式（13)计算全体空调中满足statei = l的温度优先级Tprii， 并按照温度优先级Tpri^数值大小从大到小排序生成数组qUQN，数组内第1列为1?也，第2
列为Pi，第3列为i，并用r标记数组q_的行 即搜索使得功率误差在死区范围内的最少调控集合，取出91^〇,3)，」=1，2，一，#为本次 被调控空调编号的集合Iqn，计算Icin' = {i e I? | TaiCTgom}(其中，Tgorn由用户与控制方协 商提前确定，作为空调参与向下调频的参与度，通常可以取为li+〇.8Ai);若本地空调控制 器编号^。。^^"。，则该台空调参与本次调频控制^卩翻转本地空调状态丨关闭本地空调）， 否则不动作；
[0067] 2-4-2)如果δ<-ξ，根据式（13)计算全体空调中满足statei = 0的温度优先级 Tprii，并按照温度优先级Tprii从大到小排序生成数组quciFF，数组内第1列为Tprii，第2列为 Pi，第3列为i，并用r标记数组qUQFF的行；
即搜 索使得功率误差在死区范围内的最少调控集合，取出qUQFF(j，3)，j = l，2，…，r*为本次被调 控空调编号的集合Iciff计算Iciff' = {ie 1，％1>18<^负}(其中，18(^;^由用户与控制方协 商提前确定，作为空调参与向上调频的参与度，通常可以取为F-οαδ,.若本地空调控制 器编号，则该台空调参与本次调频控制，即翻转本地空调状态(打开本地空调）， 否则不动作；
[0068] 2-5)(在步骤2-4)中一次调频完成后，）每台本地控制器估计全体空调下一动作周 期t ac；t开始时刻(与本时刻相隔一个动作周期tac；t)所有空调开关状态stated在当前动作周 期中一部分空调改变了开关状态），估计各空调开关状态stat ei流程具体如下：
[0069] 2-5-1)读取2-4)中的集合IQN'或者Ioff' ；
[0070] 2-5-2)设i = l;
[0071] 2-5-3)如果第i台空调参与了调频动作ielcrn，那么此时空调状态为关闭，即 statei = 0,记录开关翻转前的空气温度Tait°g和翻转开关状态时刻的时间
[0072] 如果第i台空调参与了调频动作ieiQFF，那么此时空调状态为打开，g卩 statei = l， 记录开关翻转前的空气温度Tait°g和翻转开关状态时刻的时间
[0073] 2-5-4)丨=丨+1;如果丨^^转到步骤2-5-3);否则 ;进行步骤2-6);
[0074] 2-6)每台本地控制器根据中央控制器传来的协调信息和步骤2-5)估计的空调开 关状态statei，按照步骤1-2)自主运行方式(公式(6、7))估计下一动作周期tac；t的开始时刻 其他房间空气温度1&1及修改空调的开关状态states等待下一个动作周期到来转步骤2-3)，或若下一通讯间隔开始时刻到来转步骤1);具体包括：
[0075] 2-6-1)本发明采用一阶房间热模型进行温度估计，t时刻第i台空调相对于?Γ变 化时间为Δ ti，i = l;
[0076] 2-6-2)如果本地存储的第i台空调的开关状态为打开，即statei=l，那么此时将 本地存储的该房间空气温度为R⑴= a/;_Vv ;
[0077] 如果本地存储的第i台空调的开关状态为关闭，即statei = 0,那么此时将本地存 储的该房间空气温度为71·/,⑴二-q?7
[0078] 2-6-3)如果房间的空气温度Tai(t)彡]>，那么本地存储的该空调状态statei = 0， 记录Taitclg和^ .
[0079] 如果房间的空气温度那么本地存储的该空调状态statei = l，记录TaitQg ， 和
[0080] 否则，本地存储的该空调状态Statei保持不变；
[0081 ] 2-6-4) i = i+Ι，如果i彡N转到步骤2-6-2);否则等待进入下一动作周期tact转步骤 2-3)，或若下一通讯时刻到来转步骤1)。
【主权项】
1. 一种基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，该方法采用的 空调负荷集群包括中央协调层和本地控制层两层控制架构，中央协调层包括一台中央控制 器，本地控制层包括N台本地控制器，N台空调和各台空调所属房间设置的溫度传感器、频率 传感器。中央控制器和本地控制器每隔一个通讯间隔进行一次双向通信，本地控制器每隔 一个溫度采集周期采集溫度传感器的数据。中央控制器与本地控制器之间采用无线通讯的 方式，本地控制器与空调、溫度传感器、频率传感器之间为无线或有线连接通讯，本地控制 器根据本地信息及中央控制器发送的协调信息在每个动作周期对本地空调进行一次调控； 该方法主要包括W下步骤： 1) 各本地控制器进行热模型参数辨识并进行本地空调自主控制，在一个通讯间隔结束 时刻将本地信息上传至中央控制器，中央控制器将协调信息广播至每一个本地控制器； 2) 当步骤1)中通讯结束后，根据中央控制器下发的协调信息，各本地控制器每隔一个 动作周期开始时刻判断功率偏差是否超出动作死区，若超出则进行一次调频控制动作，否 则不动作，并估计全体空调下一动作周期开始时刻运行状况;到达下一个通讯间隔开始时 刻则返回步骤1)，否则返回步骤2)。2. 如权利要求1所述基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，所 述步骤1)具体包括： 1-1)每台本地控制器i，i = 1.2……N，分别进行房间热模型参数辨识得到参数： 每个空调房间i ,1 = 1.2……N，根据实际应用中对热模型辨识曲线与实际溫度曲线之 间的误差要求和本地控制器硬件存储能力选择不同精度的热模型参数，分别是零阶、一阶 或二阶热模型，如式(1)-(3):Ξ个热模型的待辨识参数个数分别是1个、2个和4个，即αι、αι，丫 ι、αι?，丫 ι?，αι2, 丫 12;其 中ATi为当前溫度化i与本地空调最近一次翻转开关状态时室内溫度Taitw之差，而Ati对 应为当前时间和本地空调最近一次翻转开关状态时间之差，即将TaitW、f作为热模型参数;本地控制器在通信间隔tgap内根据溫度采集周期记录的空 气溫度数据对房间热模型进行参数辨识，得到房间热模型辨识出的参数； 设所有的本地控制器都设置为相同的一阶模型，辨识出的房间热模型参数为 和 cuWF，户f'; 1-2)本地控制器进行本地空调自主控制，具体包括： Wi标记第i台本地控制器、空调和房间，i = 1.2……N，其房间室内空气溫度为化1，空调 开关状态为state。并设空调为只能控制开关状态的恒功率出力空调，其运行功率为Pi; 每台溫度传感器实时采集房间内空气溫度，本地控制器每隔一个溫度采集周期采集溫 度传感器的溫度数据； 每台空调由用户直接对空调设置需要的溫度，设该溫度为Tsi，且每台空调设有溫度控 制死区Δ 1;本地控制器采用下列公式进行自主控制：上述式中，Tai为房间的空气溫度，分别对应本地空调控制死区溫度的上、下限，Tsi 为用户对空调的设置溫度，A 1为溫度控制死区，statei为空调的开关状态，其等于1代表开 状态ON，等于0代表关状态OFF; 1-3)在本地控制器与中央控制器的通讯间隔结束时刻，每台本地控制器将向中央控制 器上传最后一次采集的房间室内空气溫度化1、空调开关状态statei、运行功率Pi，房间设置 溫度Tsi，溫度控制死区Δ 1和热模型参数αΛ，X?和aiGFF，六CW W及化itDg和I#. 1-4)中央控制器在本地信息收集完成后，向每个本地控制器广播所有收集到的信息作 为协调信息，包括所有本地编号i e N对应的房间的空气溫度化i，空调的开关状态statei，运 行功率Pi，用户设置溫度Tsi，溫度控制死区Δι和对应热模型参数αι?，户和aiWP，作W及 Tai*。哪 fS 在中央控制器收集得到每个本地控制器对应的房间热模型参数后，计算出每台空调基 准功率POi并求和获得全体空调运行基准功率P0,并同时广播全体空调运行基准功率P0至 各台本地控制器。 3 .如权利要求2所述基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，所 述步骤1-4)具体包括： 每台空调运行基准功率POi对应其在通讯间隔tgap内的一个开关周期Τι的平均功率;中央控 审幡根据已经获得每个房间的热模型参数。1。"，户^。^，户^，了曰严和《^^，房间设置溫度了31，溫 度控制死区Δ1，先根据公式(7)求得溫度上下限专、Τι，求解护-7'(!心"=抹-α胃 i - I I I -I 得到沪，求解互-扔r二化f'v严护-'''"'1-得到沪.求解= 得到沪，求解查-拘f'g = α,。押V'"w('-α,"押-得到护i，贝ij其中，Tom为在一个开关周期Ti内空调处于ON状态的时间，而Toffi为处于OFF状态的时 间； 全体空调的运行基准功率P0为每台空调基准功率和，即中央控制器广播全体空调运行基准功率P0至各台本地控制器。4. 如权利要求1所述基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，所 述步骤2)具体包括： 2-1)空调负荷集群一次调频响应的控制目标是全体空调实时总功率P(t)与基准功率 P0之差Δ P与实时频率误差Δ f成正比，即 AP = P(t)-PO = K(f(t)-fo)=KAf (12) 其中fo为基准频率，中国大陆为50化，f( t)为实时频率，对所有本地控制器设置相同的 功频响应系数K; 2-2)定义第i标记的本地控制器的溫度优先级化rii为：其中化1为空气溫度，Tsi为用户对空调的设置溫度，Δι是溫度控制死区，S化tei为第i台 至调的开关状态； 2-3)频率传感器每隔一个动作周期tact采集一次电网频率，每台本地控制器在一个动 作周期ta。*开始时刻，根据采集的电网频率计算出全体空调的功率偏差δ;具体包括： 每台空调的本地控制器根据获得由中央控制器广播的协调信息，计算出全体空调实时 总功率p(t):再根据公式(12)及(14)，得到全体空调的功率偏差S = P(t)-P〇-KAf; 2-4)每台本地控制器判断功率偏差δ是否处于动作死区ξ;当功率偏差δ处于动作死区 时即I δ I《ξ，空调不参与调频控制；当功率偏差δ超出动作死区，则参与此次动作周期的调 频控制动作； 2-5)每台本地控制器估计全体空调下一动作周期tact开始时刻的空调开关状态state。 2-6)每台本地控制器根据中央控制器传来的协调信息和步骤2-5)估计的空调开关状 态，按照步骤1-2)自主运行方式估计下一动作周期ta。*的开始时刻其他房间空气溫度化1及 修改空调的开关状态state。等待下一个动作周期到来转步骤2-3)，或若下一通讯间隔tgap 开始时刻到来转步骤1)。5. 如权利要求4所述基于大型建筑空调负荷集群的电网一次调频方法，其特征在于，所 述步骤2-4)具体包括： 2-4-1)如果δ>ξ，根据式（13)计算所有本地空调中满足statei = l的溫度优先级化rii， 并按照溫度优先级化rii的数值大小从大到小排序生成数组quQN，数组内第1列为化rii，第2 列为Pi，第3列为i，并用r标记数组quGN的行；捜索即捜索使得功率误差在死区范围内的最少调控集合，取出911〇^^'，3)^' = 1，2，-，，巧为本次 被调控空调编号的集合1?，计算Ion' = U e Ion I hiCTgom};若本地空调控制器编号iiocai e Ion '，则该台空调参与本次调频控制，即翻转本地空调状态，否则不动作； 2-4-2)如果δ<-ξ，根据式（13)计算所有本地空调中满足statei = 0的溫度优先级 化rii，并按照溫度优先级化rii从大到小排序生成数组quGFF，数组内第1列为化吐，第2列为 Pi，第3列为i，并用r标记数组quoFF的行;捜索即捜 索使得功率误差在死区范围内的最少调控集合，取出qu〇FF( j，3)，j = 1，2，…，巧为本次被调 控空调编号的集合I日FF，计算I日FF' = {iei日FF|Tai>Tg〇ffi};若本地空调控制器编号ilDcaie loFF'，则该台空调参与本次调频控制，即翻转本地空调状态，否则不动作。
【文档编号】F24F11/00GK106091239SQ201610390839
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201610390839.X, CN 106091239 A, CN 106091239A, CN 201610390839, CN-A-106091239, CN106091239 A, CN106091239A, CN201610390839, CN201610390839.X
【发明人】吴文传, 张伯明, 栗子豪, 孙宏斌, 王彬, 郭庆来
【申请人】清华大学