CN117439276B - 一种虚拟电厂需求侧管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电力技术领域，公开了一种虚拟电厂需求侧管控系统，系统包括：虚拟电厂主站层，用于：确定各中央空调所需消减的容量和电动汽车集群所需消减的容量；需求响应终端层，用于：根据中央空调所需消减的容量以及中央空调的实际运行工况确定中央空调的调控策略并生成中央空调调控指令；对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令；中央空调调峰执行系统，用于根据中央空调调控指令对中央空调的运行进行调控；电动汽车调峰执行系统，用于根据电动汽车充放电调控指令对电动汽车的充放电进行调控。本发明实现了中央空调与电动汽车负荷资源的统一调控管理以及实现了指导需求侧如何执行参与电网的削峰。

Description

一种虚拟电厂需求侧管控系统
技术领域
本发明涉及到电力技术领域，特别涉及到一种虚拟电厂需求侧管控系统。
背景技术
虚拟电厂是指通过整合分布式能源资源、储能设备和能源管理系统，利用信息技术和智能控制手段对电力系统进行调度和优化，实现灵活性和可持续性的电力供应的系统。通过虚拟电厂可以对分布式电源进行协调控制，以实现对电网的削峰。然而，现有方法利用虚拟电厂对分布式电源进行协调控制以实现对电网的削峰，往往只给出概念，不清楚如何对公共楼宇空调与电动汽车负荷资源进行统一调控管理以实现对电网进行削峰，以及不清楚如何指导公共楼宇空调和电动汽车参与电网的削峰，导致不能充分利用公共楼宇空调负荷资源，公共楼宇空调只能实现如每天多少点打开空调、关空调，设置空调的默认温度等。因此，如何对公共楼宇空调与电动汽车负荷资源进行统一调控管理以实现对电网进行削峰以及如何指导公共楼宇空调和电动汽车参与电网的削峰是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种虚拟电厂需求侧管控系统，旨在解决不清楚如何对公共楼宇空调与电动汽车负荷资源进行统一调控管理以实现对电网进行削峰，以及不清楚如何指导公共楼宇空调和电动汽车参与电网的削峰的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明第一方面提出一种虚拟电厂需求侧管控系统，包括：
虚拟电厂主站层，用于：
接收电网下达的调度容量；
获取各中央空调的调峰能力；
获取电动汽车集群的调峰能力；
根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；
将各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量下发到需求响应终端层；
需求响应终端层，用于：
接收所述虚拟电厂主站层下发的中央空调所需消减的容量以及所述电动汽车集群所需消减的容量；
获取对应的中央空调的实际运行工况；
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略；
根据所述中央空调的调控策略生成中央空调调控指令；
将所述中央空调调控指令下发到所述中央空调；
对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令，以满足所述电动汽车集群所需消减的容量；
将所述电动汽车充放电调控指令下发到对应的电动汽车；
公共层，包括：
中央空调调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的中央空调调控指令，根据所述中央空调调控指令对所述中央空调的运行进行调控；
电动汽车调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的电动汽车充放电调控指令，根据所述电动汽车充放电调控指令对所述电动汽车的充放电进行调控。
进一步的，所述获取各中央空调的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取各中央空调的调峰能力；
其中：为中央空调的调峰能力；P(t)为用户在t时刻的一级响应运行工况下的用电功率；t1和 t2分别为用电的开始和终止时刻。
进一步的，所述获取电动汽车集群的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取电动汽车集群的调峰能力；
其中，为电动汽车集群的调峰能力，/>表示区域内汽车总量，/>为单辆汽车在t时刻的充电功率，t1 和 t2 分别为充电的开始和终止时刻。
进一步的，所述根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略的步骤包括：
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况从预设的多个空调运行优化方案中选定一个空调运行优化方案，根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略。
进一步的，所述空调运行优化方案包括一级响应、二级响应和三级响应；其中，一级响应中，中央空调的调峰能力最大，且中央空调以低功率运行，调节室内温湿度所需时间最长；二级响应中，中央空调的调峰能力中等，中央空调以中功率运行，调节室内温湿度时间中等；三级响应中，中央空调的调峰能力最弱，中央空调以高功率运行，调节室内温湿度时间最短，电耗最高。
进一步的，所述根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略的步骤包括：
基于选定的空调运行优化方案，根据中央空调调控参与降负荷的方式生成中央空调调控策略；其中，中央空调调控参与降负荷的方式为：
全局温度控制：设定最低室温控制温度，空调设定温度每提高1℃，空调能耗降低7%，降负荷通过公式计算；其中，/>为消减功率，单位为kW；/>为空调系统功率，单位为kW；/>为下降温度值，单位为℃；
增加冷冻水温度：根据主机分为固定转速离心冷水机组和装有变频装置的离心机组，降负荷通过公式计算；其中，/>为增加冷冻水温度消减功率，单位为kW；/>为水温调节量，单位为℃；/>为修正值，固定转速离心机取值0.91%~1.97%，变频离心机取值3.64%~5.46%；/>为原消耗功率，单位为kW；
关闭风机盘管：通过末端负荷的下降，进而对主机负荷产生间接影响，降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭风机盘管消减功率，单位为kW，/>为风机盘管关闭比例；/>为风机盘管总功率，/>为风机盘管关闭对主机的影响率，取5%~20%，/>为主机功率，单位为kW；
关闭部分主机：降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭主机削减功率，单位为kW，/>为关闭比例；/>为主机功率，单位为kW。
进一步的，所述根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量的步骤包括：
根据公式：
确定所述中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；其中，C表示电网下达的调度容量，b表示上级调度部门接受的偏差，A表示中央空调集群所需消减的容量、B表示电动汽车集群所需消减的容量，表示中央空调集群中第i个中央空调所需消减的容量，/>表示中央空调集群中第i个中央空调的调峰能力，/>表示电动汽车集群的调峰能力。
进一步的，所述对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控的步骤包括：
对电网实际负荷进行实时监测，当监测到电网实际负荷超过变压器额定容量的D%时，判断电动汽车剩余电量是否小于或等于E%；
若是，控制电池汽车放电；
否则，控制电动汽车结束充电；
当电网实际负荷低于变压器额定容量的F%时，判断电动汽车剩余电量是否大于或等于G%；其中，F小于D，E大于G，且D、E、F和G均大于0小于100；
若是，控制电动汽车充电；
否则，控制电动汽车结束放电；
当电网实际负荷超过变压器额定容量的F%时且低于变压器额定容量的D%时，电动汽车不参与电网的削峰填谷。
进一步的，所述公共层还包括第一采集系统和第二采集系统，所述第二采集系统包括多种传感器和仪表，通过多种传感器和仪表采集中央空调的运行参数以及环境信息，所述第二采集装置包括多种传感器和仪表，用于采集电动汽车的电池信息。
进一步的，所述虚拟电厂需求侧管控系统还包括通信层，所述通信层用于支持所述虚拟电厂主站层、所述需求响应终端层以及所述公共层之间的通信。
有益效果：
本申请实施例提供的虚拟电厂需求侧管控系统，包括：虚拟电厂主站层：用于接收电网下达的调度容量；获取各中央空调的调峰能力；获取电动汽车集群的调峰能力；根据电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和电动汽车集群所需消减的容量；需求响应终端层：用于接收虚拟电厂主站层下发的中央空调所需消减的容量以及电动汽车集群所需消减的容量；获取对应的中央空调的实际运行工况；根据中央空调所需消减的容量以及中央空调的实际运行工况确定中央空调的调控策略；根据中央空调的调控策略生成中央空调调控指令；将中央空调调控指令下发到中央空调；对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令，以满足电动汽车集群所需消减的容量；将所述电动汽车充放电调控指令下发到对应的电动汽车；公共层，包括：中央空调调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的中央空调调控指令，根据所述中央空调调控指令对所述中央空调的运行进行调控；电动汽车调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的电动汽车充放电调控指令，根据所述电动汽车充放电调控指令对所述电动汽车的充放电进行调控，如此，清晰的给出了对中央空调与电动汽车进行协调控制以实现对电网进行削峰的方法，以及清晰的给出了中央空调与电动汽车参与电网的削峰的方法，从而解决了不清楚如何对公共楼宇空调与电动汽车负荷资源进行统一调控管理以实现对电网进行削峰，以及不清楚如何指导公共楼宇空调和电动汽车参与电网的削峰的技术问题，进而能够有效利用公共楼宇空调和电动汽车的负荷资源。
附图说明
图1 为发明一实施例的提供的虚拟电厂需求侧管控系统的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件、模块、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一模块和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1，本发明实施例提供一种虚拟电厂需求侧管控系统，包括：虚拟电厂主站层1、需求响应终端层2以及公共层3，其中，
虚拟电厂主站层1，用于：
接收电网下达的调度容量；
获取各中央空调的调峰能力；
获取电动汽车集群的调峰能力；
根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；
将各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量下发到需求响应终端层；
需求响应终端层2，用于：
接收所述虚拟电厂主站层下发的中央空调所需消减的容量以及所述电动汽车集群所需消减的容量；
获取对应的中央空调的实际运行工况；
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略；
根据所述中央空调的调控策略生成中央空调调控指令；
将所述中央空调调控指令下发到所述中央空调；
对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令，以满足所述电动汽车集群所需消减的容量；
将所述电动汽车充放电调控指令下发到对应的电动汽车；
公共层3，包括：
中央空调调峰执行系统31，用于接收所述需求响应终端层对应下发的中央空调调控指令，根据所述中央空调调控指令对所述中央空调的运行进行调控；
电动汽车调峰执行系统32，用于接收所述需求响应终端层对应下发的电动汽车充放电调控指令，根据所述电动汽车充放电调控指令对所述电动汽车的充放电进行调控。
在本申请实施例中，虚拟电厂是指通过整合分布式能源资源、储能设备和能源管理系统，利用信息技术和智能控制手段对电力系统进行调度和优化，实现灵活性和可持续性的电力供应的系统。虚拟电厂主站层是由一系列软、硬件构成的计算机网络系统，是整个虚拟电厂系统的管理控制中心。本发明所指的电网下达的调度容量指的是电网希望的电动汽车和中央空调至少要消减的总容量。消减一般指的是削峰这一行为。为了便于理解削峰，先介绍调峰。比如，在一个时间段，电网的负荷曲线出现一个峰值，为了满足这时的电力负荷需求可以通过虚拟电厂调动负荷资源来调峰，缓解这个时间段的用电负荷。中央空调可以在这个时间段升高温度，电动汽车停止充电，减少用电量，从而达到削峰的目的。调峰能力指的是能够被调度的容量。比如，电动汽车的调峰能力是可以被调度的电动汽车电池容量大小。通过对电动汽车充放电进行管控来实现调峰。具体的，将电动汽车可减小的负荷容量等效为可增加的发电容量，对应称为电动汽车可上调容量；将电动汽车可增加的负荷容量等效为可减小的发电容量，对应为电动汽车可下调的容量。
需求响应终端层是一个中间层，用于对上接收虚拟主站层1下发的中央空调所需消减的容量以及电动汽车集群所需消减的容量，并进行处理，还用于对下进行传感器和仪表数据采集，包括空调水系统供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、设备功率（设备功率是指中央空调系统（简称中央空调）中各个设备的功率。例如：制冷主机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、组合式风柜等）、实际室内外温度、电动汽车电池信息等，并将传感器和仪表采集到的数据上传到虚拟电厂主站层，虚拟电厂主站层根据采集到的传感器数据和仪表数据对中央空调和电动汽车集群进行调峰能力的预测。需求响应是指对短时电力供需紧张，用户根据电力系统运行的需求资源调整用电行为，实现削峰填谷。需要说明的是，上述所描述的“需求响应终端层接收虚拟主站层1下发的中央空调所需消减的容量”只是为了方便描述，实际中，需求响应终端层需要接收虚拟主站层1下发的各中央空调所需消减的容量，并进行对应处理，生成各中央空调对应的中央空调控制指令。
在本申请实施例中，公共层3包括中央空调调峰执行系统和电动汽车调峰执行系统，每个中央空调对应一个中央空调调峰执行系统，中央空调调峰执行系统用于接收需求响应终端层2对应下发的中央空调调控指令，并根据该中央空调调控指令对中央空调的运行进行调控，以实现调峰，对中央空调的运行进行调控包括刚性调节和柔性调节。刚性调节指的是对中央空调的设备进行停机，柔性调节指的是调整全局温度、冷冻水温度、风机盘管和主机等等中的一种或多种。对所述电动汽车的充放电进行调控包括对何时充电以及何时放电进行控制。通过V2G（Vehicle-to-Grid）技术可以实现对电动汽车的进行充放电。V2G是指将电动汽车作为能量存储设备，与电力网络进行双向能量交互的技术。通过V2G技术，电动汽车可以不仅从电网获取电能充电，还可以将储存在其电池中的电能反向输送回电网。
本申请实施例提供的虚拟电厂需求侧管控系统，包括：虚拟电厂主站层：用于接收电网下达的调度容量；获取各中央空调的调峰能力；获取电动汽车集群的调峰能力；根据电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和电动汽车集群所需消减的容量；需求响应终端层：用于接收虚拟电厂主站层下发的中央空调所需消减的容量以及电动汽车集群所需消减的容量；获取对应的中央空调的实际运行工况；根据中央空调所需消减的容量以及中央空调的实际运行工况确定中央空调的调控策略；根据中央空调的调控策略生成中央空调调控指令；将中央空调调控指令下发到中央空调；对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令，以满足电动汽车集群所需消减的容量；将所述电动汽车充放电调控指令下发到对应的电动汽车；公共层，包括：中央空调调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的中央空调调控指令，根据所述中央空调调控指令对所述中央空调的运行进行调控；电动汽车调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的电动汽车充放电调控指令，根据所述电动汽车充放电调控指令对所述电动汽车的充放电进行调控，如此，清晰的给出了对中央空调与电动汽车进行协调控制以实现对电网进行削峰的方法，以及清晰的给出了中央空调与电动汽车参与电网的削峰的方法，从而解决了不清楚如何对公共楼宇空调与电动汽车负荷资源进行统一调控管理以实现对电网进行削峰，以及不清楚如何指导公共楼宇空调和电动汽车参与电网的削峰的技术问题，进而能够有效利用公共楼宇空调和电动汽车的负荷资源。
在一个实施例中，所述根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略的步骤包括：
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况从预设的多个空调运行优化方案中选定一个空调运行优化方案，根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略。
在本申请实施例中，通过根据中央空调的实际运行工况和根据中央空调所需消减的容量从预设的多个空调运行优化方案中选定一个空调运行优化方案，可以确保选定的空调运行优化方案既可以满足中央空调所需消减的容量，也可以对空调进行合理的调控，合理指的是不影响室内环境舒适度。
在一个实施例中，所述空调运行优化方案包括一级响应、二级响应和三级响应；其中，一级响应中，中央空调的调峰能力最大，且中央空调以低功率运行，调节室内温湿度所需时间最长；二级响应中，中央空调的调峰能力中等，中央空调以中功率运行，调节室内温湿度时间中等；三级响应中，中央空调的调峰能力最弱，中央空调以高功率运行，调节室内温湿度时间最短，电耗最高。
在本申请实施例中，通过提供一级响应、二级响应和三级响应三种空调运行优化方案，可以确保选定的空调运行优化方案既可以满足中央空调所需消减的容量，也可以对空调进行合理的调控，合理指的是不影响室内环境舒适度。
在一个实施例中，所述根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略的步骤包括：
基于选定的空调运行优化方案，根据中央空调调控参与降负荷的方式生成中央空调调控策略；其中，中央空调调控参与降负荷的方式为：
全局温度控制：设定最低室温控制温度，空调设定温度每提高1℃，空调能耗降低7%，降负荷通过公式计算；其中，/>为消减功率，单位为kW；/>为空调系统功率，单位为kW；/>为下降温度值，单位为℃；
增加冷冻水温度：根据主机分为固定转速离心冷水机组和装有变频装置的离心机组，降负荷通过公式计算；其中，/>为增加冷冻水温度消减功率，单位为kW；/>为水温调节量，单位为℃；/>为修正值，固定转速离心机取值0.91%~1.97%，变频离心机取值3.64%~5.46%；/>为原消耗功率，单位为kW；
关闭风机盘管：通过末端负荷的下降，进而对主机负荷产生间接影响，降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭风机盘管消减功率，单位为kW，/>为风机盘管关闭比例；/>为风机盘管总功率，/>为风机盘管关闭对主机的影响率，取5%~20%，/>为主机功率，单位为kW；
关闭部分主机：降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭主机削减功率，单位为kW，/>为关闭比例；/>为主机功率，单位为kW。
在本申请实施例中，通过提供具体的中央空调调控参与降负荷的方式，这样可以得知中央空调参与调峰的方法，从而解决了中央空调（需求侧）如何执行缺少指导的技术问题。
在一个实施例中，所述根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量的步骤包括：
根据公式：
确定所述中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；其中，C表示电网下达的调度容量，b表示上级调度部门接受的偏差，A表示中央空调集群所需消减的容量、B表示电动汽车集群所需消减的容量，表示中央空调集群中第i个中央空调所需消减的容量，/>表示中央空调集群中第i个中央空调的调峰能力，/>表示电动汽车集群的调峰能力。
在本申请实施例中，通过对中央空调集群所需消减的容量和电动汽车集群所需消减的容量之和进行约束，将其约束为大于或等于电网下达的调度容量，这样，中央空调集群和电动汽车集群能够为电网提供大于或等于调度容量的电力，这样可以实现削峰，另外，将中央空调集群所需消减的容量和电动汽车集群所需消减的容量之和约束在上级调度部门接受的偏差范围内，能够避免不合理的调控。所述b是一个大于0的数，例如，可以是0.3。
在一个实施例中，所述对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控的步骤包括：
对电网实际负荷进行实时监测，当监测到电网实际负荷超过变压器额定容量的D%时，判断电动汽车剩余电量是否小于或等于E%；
若是，控制电池汽车放电；
否则，控制电动汽车结束充电；
当电网实际负荷低于变压器额定容量的F%时，判断电动汽车剩余电量是否大于或等于G%；其中，F小于D，E大于G，且D、E、F和G均大于0小于100；
若是，控制电动汽车充电；
否则，控制电动汽车结束放电；
当电网实际负荷超过变压器额定容量的F%时且低于变压器额定容量的D%时，电动汽车不参与电网的削峰填谷。
本申请实施例是V2G模式下，电动汽车以定峰模式进行充放电的流程。其中，变压器额定容量的D%为定负荷量上边界条件，即定峰上限功率，变压器额定容量的F%为定负荷量下边界条件，即定峰下限功率。具体的，D可以是80，F是70。另外，E具体可以是90，G具体可以是20，那么，对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控的步骤具体为：
对电网实际负荷进行实时监测，当监测到电网实际负荷超过变压器额定容量的80%时，判断电动汽车剩余电量是否小于或等于90%；
若是，控制电池汽车放电；
否则，控制电动汽车结束充电；
当电网实际负荷低于变压器额定容量的70%时，判断电动汽车剩余电量是否大于或等于20%；
若是，控制电动汽车充电；
否则，控制电动汽车结束放电；
当电网实际负荷超过变压器额定容量的70%时且低于变压器额定容量的80%时，电动汽车不参与电网的削峰填谷。
此外，上述流程是在电动汽车车载锂电池荷电状态（SOC）负荷充放电要求的情况下进行的，即在上述流程之前，还需要监测电动汽车车载锂电池荷电状态（SOC）是否负荷充放电要求，如果符合负荷充放电，才执行上述流程。
另外，电动汽车充电时，电网作为供电电源，经整流后通过DC/DC变换器向电动汽车充电；当电动汽车向电网反馈电能时，电动汽车蓄电池作为电源，经过DC/DC变换器升压变换以及PWM变流器（脉冲宽度调制变流器）逆变为交流电后送入电网参与电网调峰。
在一个实施例中，所述获取各中央空调的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取各中央空调的调峰能力；
其中：为中央空调的调峰能力；P(t)为用户在t时刻的一级响应运行工况下的用电功率；t1和 t2分别为用电的开始和终止时刻。
在本申请实施例中，由前述可以得知，一级响应下，中央空调的调峰能力最大，因此，通过根据用户在t时刻的一级响应运行工况下的用电功率计算中央空调的调峰能力，能够获得最大调峰能力。另外，在一级响应下，中央空调能够以最基础的舒适度以及最低负荷进行运行。
在一个实施例中，所述获取电动汽车集群的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取电动汽车集群的调峰能力；
其中，为电动汽车集群的调峰能力，/>表示区域内汽车总量，/>为单辆汽车在t时刻的充电功率，t1 和 t2 分别为充电的开始和终止时刻。
在一个实施例中，所述公共层还包括第一采集系统和第二采集系统，所述第二采集系统包括多种传感器和仪表，通过多种传感器和仪表采集中央空调的运行参数以及环境信息，所述第二采集装置包括多种传感器和仪表，用于采集电动汽车的电池信息。
在本申请实施例中，具体的，所述第一采集系统具体采集空调的运行参数和环境参数，包括空调水系统供水温度、回水温度、供水压力、回水压力、设备功率（设备功率是指中央空调系统（简称中央空调）中各个设备的功率，例如：制冷主机、冷却泵、冷冻泵、冷却塔、组合式风柜等）、实际室内外温度。实际中，由于主机系统、末端系统、新风系统是三个独立的系统，因此，要分别调控他们的运行模式，来增减耗电量进而响应负荷调峰，因此，可以对主机系统、末端系统、新风系统的分项计量。另外，该第一采集系统还可以和建筑综合能源管理系统进行互联互通，从而对设备能用情况和能用水平进行获取，建筑综合能源管理系统是对建筑的各类能耗各类系统数据的采集和处理，并进行分析的系统。所述第二采集系统包括对电池类型、容量、充电特性进行诊断和采集的装置，即所述电池信息包括电池类型、容量、充电特性等。本申请通过设置用于采集与中央空调相关的数据以及与电动汽车相关的数据，从而能够为确定出中央空调的实际运行工况、中央空调的调峰能力、中央空调调控提供可能，为对电动汽车充放电调控提供可能。
在一个实施例中，所述虚拟电厂需求侧管控系统还包括通信层，所述通信层用于支持所述虚拟电厂主站层、所述需求响应终端层以及所述公共层之间的通信。
在本申请实施例中，所述通信层为虚拟电厂主站层和需求响应终端层之间传输指令，还为需求响应终端层和公共层之间传输指令。具体的，通过电力光纤、GPRS、以太网等的通讯网络为虚拟电厂主站层和需求响应终端层之间传输指令，以及为需求响应终端层和公共层之间传输指令。
综合上述实施例，与现有的虚拟电厂对分布式电源进行的协调控制，仅限于概念提出，无具体的需求侧调控措施，导致有些公共建筑（包括中央空调和电动汽车）想参与电网调峰但却无从下手，本发明不仅为公共建筑的需求侧提供了参与电网调峰方法，还增加了需求侧的主动响应可控负荷的用电需求。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM通过多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双速据率SDRAM（SSRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink）DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，包括：
虚拟电厂主站层，用于：
接收电网下达的调度容量；
获取各中央空调的调峰能力；
获取电动汽车集群的调峰能力；
根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；
将各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量下发到需求响应终端层；
需求响应终端层，用于：
接收所述虚拟电厂主站层下发的中央空调所需消减的容量以及所述电动汽车集群所需消减的容量；
获取对应的中央空调的实际运行工况；
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略；
根据所述中央空调的调控策略生成中央空调调控指令；
将所述中央空调调控指令下发到所述中央空调；
对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控，生成电动汽车充放电调控指令，以满足所述电动汽车集群所需消减的容量；
将所述电动汽车充放电调控指令下发到对应的电动汽车；
公共层，包括：
中央空调调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的中央空调调控指令，根据所述中央空调调控指令对所述中央空调的运行进行调控；
电动汽车调峰执行系统，用于接收所述需求响应终端层对应下发的电动汽车充放电调控指令，根据所述电动汽车充放电调控指令对所述电动汽车的充放电进行调控。
2.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述获取各中央空调的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取各中央空调的调峰能力；
其中：为中央空调的调峰能力；P(t)为用户在t时刻的一级响应运行工况下的用电功率；t1和 t2分别为用电的开始和终止时刻。
3.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述获取电动汽车集群的调峰能力的步骤包括：
根据公式获取电动汽车集群的调峰能力；
其中，为电动汽车集群的调峰能力，/>表示区域内汽车总量，/>为单辆汽车在t时刻的充电功率，t1 和 t2 分别为充电的开始和终止时刻。
4.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况确定所述中央空调的调控策略的步骤包括：
根据所述中央空调所需消减的容量以及所述中央空调的实际运行工况从预设的多个空调运行优化方案中选定一个空调运行优化方案，根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略。
5.根据权利要求4所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述空调运行优化方案包括一级响应、二级响应和三级响应；其中，一级响应中，中央空调的调峰能力最大，且中央空调以低功率运行，调节室内温湿度所需时间最长；二级响应中，中央空调的调峰能力中等，中央空调以中功率运行，调节室内温湿度时间中等；三级响应中，中央空调的调峰能力最弱，中央空调以高功率运行，调节室内温湿度时间最短，电耗最高。
6.根据权利要求4所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述根据选定的空调运行优化方案生成中央空调调控策略的步骤包括：
基于选定的空调运行优化方案，根据中央空调调控参与降负荷的方式生成中央空调调控策略；其中，中央空调调控参与降负荷的方式为：
全局温度控制：设定最低室温控制温度，空调设定温度每提高1℃，空调能耗降低7%，降负荷通过公式计算；其中，/>为消减功率，单位为kW；/>为空调系统功率，单位为kW；/>为下降温度值，单位为℃；
增加冷冻水温度：根据主机分为固定转速离心冷水机组和装有变频装置的离心机组，降负荷通过公式计算；其中，/>为增加冷冻水温度消减功率，单位为kW；为水温调节量，单位为℃；/>为修正值，固定转速离心机取值0.91%~1.97%，变频离心机取值3.64%~5.46%；/>为原消耗功率，单位为kW；
关闭风机盘管：通过末端负荷的下降，进而对主机负荷产生间接影响，降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭风机盘管消减功率，单位为kW，/>为风机盘管关闭比例；/>为风机盘管总功率，/>为风机盘管关闭对主机的影响率，取5%~20%，/>为主机功率，单位为kW；
关闭部分主机：降负荷通过公式计算；其中，/>为关闭主机削减功率，单位为kW，/>为关闭比例；/>为主机功率，单位为kW。
7.根据权利要求4所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述根据所述电网下达的调度容量、各中央空调的调峰能力和所述电动汽车集群的调峰能力确定各中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量的步骤包括：
根据公式：
确定所述中央空调所需消减的容量和所述电动汽车集群所需消减的容量；其中，C表示电网下达的调度容量，b表示上级调度部门接受的偏差，A表示中央空调集群所需消减的容量、B表示电动汽车集群所需消减的容量，表示中央空调集群中第i个中央空调所需消减的容量，/>表示中央空调集群中第i个中央空调的调峰能力，/>表示电动汽车集群的调峰能力。
8.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述对电动汽车集群中的电动汽车的充放电进行调控的步骤包括：
对电网实际负荷进行实时监测，当监测到电网实际负荷超过变压器额定容量的D%时，判断电动汽车剩余电量是否小于或等于E%；
若是，控制电池汽车放电；
否则，控制电动汽车结束充电；
当电网实际负荷低于变压器额定容量的F%时，判断电动汽车剩余电量是否大于或等于G%；其中，F小于D，E大于G，且D、E、F和G均大于0小于100；
若是，控制电动汽车充电；
否则，控制电动汽车结束放电；
当电网实际负荷超过变压器额定容量的F%时且低于变压器额定容量的D%时，电动汽车不参与电网的削峰填谷。
9.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述公共层还包括第一采集系统和第二采集系统，所述第二采集系统包括多种传感器和仪表，通过多种传感器和仪表采集中央空调的运行参数以及环境信息，所述第二采集装置包括多种传感器和仪表，用于采集电动汽车的电池信息。
10.根据权利要求1所述的虚拟电厂需求侧管控系统，其特征在于，所述虚拟电厂需求侧管控系统还包括通信层，所述通信层用于支持所述虚拟电厂主站层、所述需求响应终端层以及所述公共层之间的通信。
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