考虑参数空间差异的多区域空调负荷聚合模型

李 娜，褚晓东，张 文，刘 萌

（山东大学电气工程学院，济南 250061）

为维持安全稳定运行，传统上，电力系统由区域内的发电机组以及区域间的联络线提供备用容量［1］。近来的研究证明，可由负荷侧为系统提供一定的备用容量［2～4］。例如具有循环工作周期特性的空调负荷，可在不影响用户舒适度的前提下，改变目标温度设定值，控制启停，调整功率需求，为系统提供一定的备用容量，且控制代价较低［5，6］。根据文献［7］分析可知，近几年我国空调负荷增长迅速，夏季空调负荷占电网最大负荷的20%左右，因此，由空调负荷提供备用容量是可行的。

建立精确且实用的空调负荷用电模型是研究空调负荷提供备用容量的基础。文献［8，9］在单台空调的一阶物理模型基础上，根据Fokker－Planck定理可求得聚合负荷运行状态的解析表达形式，但对不均匀负荷群进行聚合比较困难，且随着微分方程维数增多，求解更加复杂。在地理位置相近、外界温度相似且各负荷工作状态相互独立的前提下，可根据空调群额定功率的不同分为多组，分别聚合，再加权，求得聚合负荷的平均运行状态及平均功率需求［10］。文献［11，12］应用蒙特卡洛模拟方法直接得到不均匀空调负荷的聚合特性，此方法精确度较高，但忽略了参数分布对聚合负荷动态特性的影响，且仅限于单一地区的负荷聚合。

本文在单台空调的三阶物理模型［13］基础上，采用蒙特卡洛模拟方法，考虑不同地理位置下参数分布的差异性及其对聚合负荷动态特性的影响，提出分区负荷聚合方法，建立了多区域空调负荷的聚合模型，并根据实际电网空调负荷和关键参数的区域分布特性，进行仿真，验证了该模型的可行性和实用性。……