空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性研究
来源:用户上传
作者:
[摘 要]由于空调工作时随着功率发生变化，会使人或事物对温度变化出现感觉滞后性。所以根据这一特点，空调在确保用户的接受范围之内可以根据需求自我调节。这可以最大限度的降低成本，节约资源。本文主要对空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性的发展，影响因素及如何增强这种特性的潜力进行探讨研究。
[关键词]直接负荷控制；虚拟储能特性
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0308-01
一、对空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性的概况
在我们的传统思想中，空调的温度控制主要取决于用户的习惯与需求。空调，是对空气的温度、湿度、纯净度、气流速度进行处理，满足人们生产、生活需要的设备。而空调负荷虚拟储能是指，空调能够按照一定的控制目标，主动地控制并调节空调的电功率和能量的不同。空调的支柱调节控制的能力主要是受其本身的温度，空调的品牌，以及设定温度等因素的影响。
二、影响空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性的因素
目前，我国在空调负荷控制的重点主要在节约能源，开发新型的节约型空调。而在空调利用率极高的夏季，我国主要采用中央空调的周期性控制，并依靠其它的温度控制技术来控制事物的温度，达到人的舒适程度。从而节约资源和减少空调负荷。但是目前这种技术对电力系统有一定的危害，缺乏具体的科学依据。
现在空调负荷在电力系统的负荷中占了很大一部分，而空调负荷过于庞大也给电力系统和国家电力设施带来了极大的压力及安全隐患，例如：空调负荷的技术不够成熟，缺乏完整的理论依据。因此，对于空调负荷直接负荷控制虚拟储能特性的研究是必要的。
而当前空调负荷的主要影响因素有：室内外的原有湿度及温度，空调机体的温度，以及设定温度湿度与自然温度的温度差等。而室内外的原有湿度及温度与设定温度湿度之间的温度差对空调的负荷有很大的影响。室内的原有温度及湿度不变，而室内设计温度越高，空调负荷就越小。但在室内的舒适度也就相对较差，所以为了符合人体能接受的舒适度，设定的温度与湿度需要控制在一定的范围内。找到两者的有机结合点是控制空调负荷的有效方法。也就是根据室内外的原有温度、湿度与人体能接受的舒适度设计空调的温度、湿度。不要把空调的温度、湿度设定的过低，是解决空调负荷问题的有效方法。
另一方面，在设定温度的不变的情况下，室内外温度大小也是影响空调负荷的因素。当设定温度不变时，室内外温度越高相对的消耗的功率就越高，只有到了一定的时间之后，随着温度的下降，消耗功率降低，空调负荷才会降低。
下图为每小时温度变化（三次样条插值得到）
三、如何增强空调负荷直接负荷控制虚拟储能
对于空调负荷的虚拟储能容量的潜能的开发主要是对储能设备的配置减少，降低电力系统的成本提高其经济性。
首先，根据热力学参数模型ACLs的工作原理，根据用户预设温度与室内外现有温度的差距对预设温度进行调节，根据预设温度控制ACLs工作，t时刻的负荷功率表达式为：PACLs（t）= （t）。而ACLs 虚拟储能特性主要是基于蓄电池的反应速度的敏捷，才能够在最短的时间内根据预设温
度与设定温度的差距进行调节更大限度的减少空调负荷[2]。ACLs 虚拟储能是实现可再生资源平滑并网的重要过程，而风电功率的不稳定性，会产生波动。为了实现风电功率的平滑我们可以根据风电功率的输出特性曲线控制直接负荷与风电功率输出曲线，使两者之间保持平衡状态。基于风电功率的不确定性与波动性的特点，联络线功率波动等于通过蓄电池储能低通滤波平滑后的风电输出功率和为集群 ACLs消耗功率值的差.表达式为：Pline（t）=Pwind（t）-PACLs（t）。控制策略为消耗功率值根据风电出力的风电输出能量，采用的是鲁棒控制中的滑模变结构控制方案。滑模变结构控制是一种非线性控制，具有不连续性，其结构的不稳定性可以根据状态的不同进行变化。滑模变结构控制的反应速度快，可以很简单的实现对动态系统的控制，还可以广泛用于动态系统的控制。
滑模控制的过程主要是设定系统在任意初始状态下开始平滑模态。在平模面为0或极小的时候，此时的运动是有期望的性能。
在上文我已经提到室内外的原有温度、湿度和设定的温度、湿度对空调负荷影响很大在设定原有温度不变的情况下，设定温度越高，空调负荷越小。反而言之，设定温度越低，空调负荷越大。在仿真实验中，应用Matlab R2010a 仿真，设定温度不变时，空调负荷曲线主要受室外温度的影响[3]。随着室内外温度的增高，功率也随着增高，到一定时间之后功率才会随着时间的推移而降低。也就是说改变设定温度可以影响功率的消耗，从而改变空调负荷。
下圖为设定温度不变的集群 ACLs 功率曲线：
所以在日常生活中，我们能做的就是在可以不用空调的时候尽量少用空调，减少空调负荷，节省国家资源。在不得不用空调的时候，尽量根据室内外温度设定适宜的温度。比如，冬天时，我们空调温度设定的最佳温度是20℃，如果冬天的时候空调温度调的过高，容易引起空调的超负荷运转，极有可能会发生事故。夏季时空调温度在26℃—28℃最合适。使用空调的时候我们要保持室内外温差小于6℃，这样既有利于身体健康，也可避免空调超负荷工作，降低空调负荷。
总结
本文主要讨论了关于空调负荷的影响因素，以及如何增强空调负荷直接负荷控制虚拟储能。这个文章主要告诉我们在日常生活中如何如何正确的使用空调，如何设定合适的温度，最大程度的降低空调负荷，增强虚拟储能。
参考文献
[1]周磊. 空调负荷的动态需求响应理论及其应用研究[D].东南大学，2017.
[2]万林，杨冠鲁，陈小峰.基于需求响应的空调负荷与储能单元协调控制策略[J].沈阳理工大学学报，2017，36（02）：22-28.
[3]陆婷婷. 空调负荷的储能建模和控制策略研究[D].东南大学，2015.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15272327.htm
