CN110492530A - 一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其包括：监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量；各机组根据分配的所述需调控的负荷量进行调控；重复上述步骤，直至负荷不需调控。本发明提供冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，利用空调系统的短时储能特性，根据冷水机组的负荷特性将用户侧负荷调控纳入电网调频中，分区调控避免重复调频，电网频率出现异常波动时提供快速响应的调频服务，稳定电网运行。
Description
技术领域
本发明涉及需求侧管理技术领域，具体涉及一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法及装置。
背景技术
随着经济不断增长、居民消费升级、电气化水平持续提高，用电量不断增加，电力供应的阶段性紧缺现象日趋严重，一旦电网本身发生故障，短时间内会出现较大功率缺额，若调整不当，极易引起电网频率崩溃，电力系统无法安全稳定运行。
传统电力系统中主要从供电侧入手，执行一次、二次调频操作，但是伴随分布式能源的发展，装机容量越来越大，在电网频率发生波动时调频困难，难以安全稳定控制电网。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法以解决现有电力系统从供电侧调频、操作困难的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其包括以下步骤：
步骤S1、监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
步骤S2、根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
步骤S3、判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
步骤S4、根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量；
步骤S5、各机组根据分配的所述需调控的负荷量进行调控；
步骤S6、重复上述步骤，直至负荷不需调控。
优选地，所述步骤S1包括：
监测用户侧电网运行的实时频率；
采集所述冷水机组集群内各机组的负荷数据，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
优选地，所述步骤S2包括：
根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定当前运行工况，评估所述冷水机组集群内各机组的调控范围，确定各机组的调控优先级。
优选地，所述步骤S3包括：
根据频率变化量将所述电网频率所属区间分为频率高区、频率低区、以及频率允许区，对应的调控操作为增加负荷、减少负荷以及保持负荷；
判断当前电网频率所属区间，确定相应的调控操作；
根据所述电网频率以及所述负荷数据计算需调控的负荷总量。
优选地，所述需调控的负荷总量在所述冷水机组集群的负荷调控范围内，所述负荷调控范围由所述负荷数据与设计负荷确定。
优选地，所述步骤S5包括：
各机组根据自身的负荷特性曲线将所述需调控的负荷量转换为调节参数，所述调节参数包括出水温度和水流量；
根据所述调节参数，各机组进行调控。
本发明还提供一种冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，所述负荷控制装置包括：
负荷监控终端，所述负荷监控终端用于监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
优先级确定模块，所述优先级确定模块用于根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
判断计算模块，所述判断计算模块用于判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
以及负荷分配模块，所述负荷分配模块用于根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量。
优选地，所述负荷监控终端包括：
负荷监控模块，所述负荷监控模块用于监测用户侧电网运行的实时频率；
参数采集模块，所述参数采集模块分设于冷水机组集群内各机组内，用于采集冷水机组集群内各机组的负荷数据。
优选地，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
优选地，所述优先级确定模块、所述判断计算模块、所述负荷分配模块集成于集中控制中心。
相比于现有技术，本发明提供的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法及装置具有以下优势：
本发明提供了一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法及装置，从需求侧入手，利用空调系统具备的短时储能特性，在不影响人体舒适度的前提下，根据空调系统中负荷占比过半的冷水机组的负荷特性将用户侧负荷调控纳入电网调频中，分区调控为电网提供调频服务，避免重复调频，解决应急状态下电力供需实时平衡的问题，在电网频率出现异常波动时快速响应调频，稳定电网运行。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提供的一种优选实施方式的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法的步骤流程图；
图2为电网频率(F)与机组负荷(△P)调控关系示意图。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1所示，图1为本发明提供的一种优选实施方式的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法的步骤流程图。本实施例提供一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其包括以下步骤：
步骤S1、监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
步骤S2、根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
步骤S3、判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
步骤S4、根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量；
步骤S5、各机组根据分配的所述需调控的负荷量进行调控；
步骤S6、重复上述步骤，直至负荷不需调控。
本发明提供了一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，从需求侧入手，利用空调系统具备的短时储能特性，在不影响人体舒适度的前提下，根据空调系统中负荷占比过半的冷水机组的负荷特性将用户侧负荷调控纳入电网调频中，分区调控为电网提供调频服务，避免重复调频，解决应急状态下电力供需实时平衡的问题，在电网频率出现异常波动时快速响应调频，稳定电网运行。
具体地，下面将对各步骤进行详细说明。
优选地，所述步骤S1包括：
监测用户侧电网运行的实时频率；
采集所述冷水机组集群内各机组的负荷数据，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
监测用户侧电网运行的实时频率，即实时电压频率；同时采集所述冷水机组集群内各机组的负荷数据，所述冷水机组集群包括多个机组，有效利用了冷水机组负荷体量巨大、调控潜力大的特性；通过所述负荷数据能够掌握所述冷水机组集群内各机组的设备参数及实时运行情况，所述负荷变化特性曲线由采集的现场数据实测拟合得出，表征了出水温度和水流量的关系，拟合得到所述负荷变化特性曲线，便于后期调控，并提高调控的精准性。
优选地，所述步骤S2包括：
根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定当前运行工况，评估所述冷水机组集群内各机组的调控范围，确定各机组的调控优先级。
对比所述负荷数据与设计负荷，能够确定所述冷水机组集群内各机组的可调控潜力的大小，即调控优先级，具体地，若机组的运行负荷距离设计负荷较远，说明可调控潜力较大，调控优先级较高；若机组的运行负荷已经接近设计负荷或达到了设计负荷，说明可调控潜力较小，调控优先级较低；通过负荷对比，能够将各机组分为不同的调控优先级，调控方便，快速达到调控效果。
如图2所示，图2为电网频率(F)与机组负荷(△P)调控关系示意图。优选地，所述步骤S3包括：
根据频率变化量将所述电网频率所属区间分为频率高区、频率低区、以及频率允许区，对应的调控操作为增加负荷、减少负荷以及保持负荷；
判断当前电网频率所属区间，确定相应的调控操作；
根据所述电网频率以及所述负荷数据计算需调控的负荷总量。
具体地，所述频率变化量由电网调度标准等确定具体值，不同的冷水机组对应的频率变化量可能不同。
判断当前电网频率所属区间，对应着不同的调控操作。
若当前电网频率所属区间为频率高区，则需要增加机组负荷以填补负荷空额；若当前电网频率所属区间为频率低区，则需要减少机组负荷释放部分电能消耗；若当前电网频率所属区间为频率允许区，即说明当前电网频率比较稳定，则保持负荷，即保持机组当前运行状态不执行相关操作。
通过机组负荷和电网频率信息能够反馈评估调控效果，若当前电网频率所属区间处于频率允许区，是理想的调控效果，若当前电网频率所属区间为频率高区或频率低区，均需进行调控，直至调控效果为当前电网频率所属区间为频率允许区，若一次调控未达到理想的调控效果，需要进行二次微调甚至多次微调。
根据电网频率的变化量将所述电网频率所属区间进行分区，从而对应执行不同的调控操作，避免了全部调控导致的重复调频或者无效调频，在保证舒适度的前提下能够快速响应、精准调控，更灵活、潜力大。
根据所述电网频率以及所述负荷数据计算需调控的负荷总量。
优选地，所述需调控的负荷总量在所述冷水机组集群的负荷调控范围内，所述负荷调控范围由所述负荷数据与设计负荷确定。只在一定的负荷调控范围内调控，能够避免影响使用者的舒适度或影响机组的正常运行损害设备。
所述步骤S4为根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量。
在所述步骤S2中，已经确定了各机组的调控优先级，根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量，分配时按比例关系分配，所述比例关系既可以为平均分配，也可以根据建筑面积等方面的不同进行分配；将所述需调控的负荷总量分解到各个机组，调控优先级高的机组，优先分配，以减少调控压力。
优选地，所述步骤S5包括：
各机组根据自身的负荷特性曲线将所述需调控的负荷量转换为调节参数，所述调节参数包括出水温度和水流量；
根据所述调节参数，各机组进行调控。
本发明还提供一种冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，所述负荷控制装置包括：
负荷监控终端，所述负荷监控终端用于监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
优先级确定模块，所述优先级确定模块用于根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
判断计算模块，所述判断计算模块用于判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
以及负荷分配模块，所述负荷分配模块用于根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量。
优选地，所述负荷监控终端包括：
负荷监控模块，所述负荷监控模块用于监测用户侧电网运行的实时频率；
参数采集模块，所述参数采集模块分设于冷水机组集群内各机组内，用于采集冷水机组集群内各机组的负荷数据。
优选地，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
优选地，所述优先级确定模块、所述判断计算模块、所述负荷分配模块集成于集中控制中心。集成设计更智能，调控过程更迅速。
上述各装置的功能与方法对应，方法在上文中已经进行了详细的描述和解释，这里将不再赘述。
以上实施方式中，对本发明提供的方法中的各步骤进行了说明，其实现由计算机执行完成。即，在计算机中预先安装相应的软件，通过运行软件执行冷水机组参与电网调频的负荷控制方法。实现前述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法的软件可以存储于计算机可读取存储介质中，并被处理器执行；其中，所述处理器可以作为一个或多个处理器芯片实施，或者可以为一个或多个专用集成电路(ASIC)的一部分，而前述的存储介质可以包括但不限于以下类型的存储介质：闪存(Flash Memory)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
Claims (10)
1.一种冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S1、监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
步骤S2、根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
步骤S3、判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
步骤S4、根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量；
步骤S5、各机组根据分配的所述需调控的负荷量进行调控；
步骤S6、重复上述步骤，直至负荷不需调控。
2.根据权利要求1所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
监测用户侧电网运行的实时频率；
采集所述冷水机组集群内各机组的负荷数据，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
3.根据权利要求1所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定当前运行工况，评估所述冷水机组集群内各机组的调控范围，确定各机组的调控优先级。
4.根据权利要求1所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
根据频率变化量将所述电网频率所属区间分为频率高区、频率低区、以及频率允许区，对应的调控操作为增加负荷、减少负荷以及保持负荷；
判断当前电网频率所属区间，确定相应的调控操作；
根据所述电网频率以及所述负荷数据计算需调控的负荷总量。
5.根据权利要求4所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，所述需调控的负荷总量在所述冷水机组集群的负荷调控范围内，所述负荷调控范围由所述负荷数据与设计负荷确定。
6.根据权利要求1所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
各机组根据自身的负荷特性曲线将所述需调控的负荷量转换为调节参数，所述调节参数包括出水温度和水流量；
根据所述调节参数，各机组进行调控。
7.一种冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，其特征在于，所述负荷控制装置包括：
负荷监控终端，所述负荷监控终端用于监测电网频率，采集冷水机组集群内各机组的负荷数据；
优先级确定模块，所述优先级确定模块用于根据所述负荷数据与设计负荷对比，确定各机组的调控优先级；
判断计算模块，所述判断计算模块用于判断当前电网频率所属的不同区间，确定相应的调控操作，计算需调控的负荷总量；
以及负荷分配模块，所述负荷分配模块用于根据所述需调控的负荷总量、以及各机组的调控优先级向各机组分配需调控的负荷量。
8.根据权利要求7所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，其特征在于，所述负荷监控终端包括：
负荷监控模块，所述负荷监控模块用于监测用户侧电网运行的实时频率；
参数采集模块，所述参数采集模块分设于冷水机组集群内各机组内，用于采集冷水机组集群内各机组的负荷数据。
9.根据权利要求8所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，其特征在于，所述负荷数据至少包括各机组的实时运行负荷、以及负荷变化特性曲线。
10.根据权利要求7所述的冷水机组参与电网调频的负荷控制装置，其特征在于，所述优先级确定模块、所述判断计算模块、所述负荷分配模块集成于集中控制中心。
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Application publication date: 20191122 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |