论文总字数：15349字

摘 要

随着人们生活水平的改善，空调已经成为日常生活中的必需品，导致空调负荷所占高峰负荷比重越来越大，对电力的调度和电网的稳定性产生了很大的影响。但其作为一种温控负荷（TCLs），具有能量转化及储存特性，这使空调成为具有需求响应潜力的负荷。

本文深入调研和分析了国内外需求响应研究的发展现状，并了解现有空调负荷参与需求响应的应用与实践情况，研究变频空调能效比随空调工作频率的变化关系，分析空调房间内的热力学模型，在房间传热过程的基础上计算空调输出功率、制冷量与室内温度三者间的状态方程，建立房间内的变频空调负荷数学模型。研究并确定在满足人体热舒适要求下的温度可调节空间；在满足人体舒适度约束的基础上，通过频率调整改变空调机组的输出功率，根据不同负荷调度指令通过最优化算法建立变频空调负荷调控模型，并通过算例分析实现变频空调的负荷削减方案，同时验证了变频空调参与需求响应的可行性。

关键字：需求响应；变频空调；能效比；等效热力学模型；负荷削减

Abstract

As the improvement of living standards, air conditioning has become necessary in daily life, the air conditioning load due to the peak load proportion of more and more big, the stability of power grid scheduling and had a great effect. But as a kind of temperature load (TCLs), energy conversion and storage characteristics, this makes air conditioning load had the potential to demand response.

In this paper, in-depth research and the development status quo of study on domestic and foreign demand response are analyzed, and an understanding of the application of existing air conditioning load in demand response and practice situation, study the changes of frequency conversion air conditioning can effect comparing with the working frequency of air conditioning, analysis of the thermodynamic model of air conditioning room, in a room on the basis of heat transfer calculation air conditioning power output, refrigerating capacity and state equation between the indoor temperature, establish mathematical model of frequency conversion air conditioning load in the room. Research and determine in meet the requirements of the human body thermal comfort under the temperature of the adjustable space; In the human body comfort level constraints, on the basis of through frequency adjustment changes the output power of the air conditioning unit, according to the different load scheduling command by setting the frequency conversion air conditioning load control model for the optimization algorithms, and through the example analysis of frequency conversion air conditioning load reduction plan, and verify the feasibility of frequency conversion air conditioning to participate in demand response.

KEY WORDS: demand response；frequency conversion air conditioning；EER；ETP model;load reduction.

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章引言 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2课题研究现状及发展 1

1.2.1国外需求响应研究现状 1

1.2.2我国需求响应研究现状 2

1.2.3空调参与需求响应研究 3

1.3本文主要研究内容 3

第二章 空调负荷的热力学模型 4

2.1变频空调制冷系统的热力学分析 4

2.2空调房间的热交换模型 5

2.3本章小结 8

第三章空调负荷的调控模型 9

3.1变频空调负荷调控方法 9

3.1.1短时关闭温度调整法 9

3.1.2低频运行调整法 9

3.2可控容量分析 10

3.3聚合变频空调负荷的调度 10

3.3.1聚合负荷商在调度中的作用 10

3.3.2聚合空调负荷的调度过程 11

3.4本章小结 13

第四章变频调控策略的验证与仿真结果 14

4.1基础算例验证仿真 14

4.2调控时间对负荷削减量的影响 15

第五章结论 16

致谢 17

参考文献 18

附 录 19

第一章引言

1.1课题研究背景及意义

需求响应技术是智能电网的核心技术之一，通过需求响应缓解供需紧张态势、提高系统运行效率、促进节能减排已经成为行业内的广泛共识，我国政府正通过重大科研项目立项、需求侧管理试点城市建设、颁布行政法规及相关政策引导推进该领域工作。

空调负荷调控技术在发达国家已有相关实践，我国近两年也开展了空调轮停的探索，但本质是一种中国特色的有序用电行为，对空调负荷的调节能力、调节方法、控制策略缺乏科学描述，由于缺乏市场环境空调负荷调峰能力未能得到真正发掘。

变频空调已成为家用空调的主流，然而从电力系统层面研究空调负荷的运行调度技术起步较晚，更鲜见关于变频空调负荷建模与控制的相关论述，因此掌握变频空调负荷运行控制技术，对挖掘其参与削峰填谷、增强供电可靠性等方面具有重要的意义。

1.2课题研究现状及发展

1.2.1国外需求响应研究现状

需求响应(DR)指用户根据供电公司或负荷聚合商提出的电力价格或政策改变而随之改变其原有的习惯用电模式来响应电力供应以达到减少或推移某一时段的用电负荷，从而保证电力系统总负荷的稳定性。利用需求响应技术，可以有效缓解近几年发电容量迅速增长的步伐，改善电网负荷曲线，延缓电网设备投入增长，通过构建电网与用户的实时互动关系，建立合理调控策略，提供多元化服务，调动用户参与需求侧资源的响应，提高用电效率，实现电力负荷利用率的最大化。

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