电热泵负荷等值热力学建模及控制策略评估

范孟华，王　丹，张家安，戚野白，刘　宁，卫文婷（.国网能源研究院，北京 009；.天津大学智能电网教育部重点实验室，天津 0007；.河北工业大学控制科学与工程学院，天津 000；.河北工业大学电气工程学院，天津 000）

电热泵负荷等值热力学建模及控制策略评估

范孟华1，王丹2，张家安3，戚野白2，刘宁4，卫文婷2
（1.国网能源研究院，北京 102209；2.天津大学智能电网教育部重点实验室，天津 300072；3.河北工业大学控制科学与工程学院，天津 300130；4.河北工业大学电气工程学院，天津 300130）

为利用电热泵负荷进行需求响应控制，辅助电力系统运行，本文讨论了典型电热泵设备的热力学动态的建模机理，用二阶等值热力学参数ETP（equivalent thermal parameter）模型描述了其热力学动态，进而构建了多个电热泵负荷聚合而成的负荷需求模型。在此基础上，设计并评估了4种电热泵负荷控制策略：①恒定温度设定值策略；②削峰策略；③提前加热策略；④改进的提前加热策略，并分析了各自的特点。相关控制策略可实现削峰填谷，提高电网负荷率，改善电力系统经济性。

智能用电；需求响应；温控负荷；电热泵设备；建模方法；控制策略

DOI：10.3969/j.issn.1003-8930.2016.04.006

需求响应［1］主要是通过电价或者激励措施，使用电设备能够主动的响应系统目标，调整用电模式，改变人类使用设备的行为［2］。家居温控负荷RT⁃CL（residential thermostatically controlled loads）具有良好的热储能特性，在居民用电负荷中所占比例高达40%～50%左右，逐渐成为需求响应的重点研究对象［3］。电热泵作为一种典型RTCL，是暖通空调负荷的加热形式，是南方地区逐渐推广的一种重要的取暖负荷。……