虎 猛1. 项目概述
在能源转型的大背景下，微电网作为分布式能源系统的重要实现形式，其经济调度问题一直是研究热点。空调集群因其独特的储热/储冷特性，被视为一种潜在的虚拟储能资源。本文将空调集群建模为等效储能系统，并研究其在微电网经济调度中的应用。
1.1 研究背景与意义
传统电网面临两大挑战：一是峰谷差日益增大导致的电网运行效率低下；二是可再生能源接入带来的不确定性。微电网通过整合分布式电源、储能系统和可控负荷，能够有效缓解这些问题。
空调作为典型温控负荷，具有以下特性：
- 占商业建筑用电量的40-60%
- 具有显著的储热/储冷能力（热惯性）
- 可通过温度设定值调节实现负荷转移
将这些特性建模为等效储能，可以实现：
- 降低微电网运行成本（15%以上）
- 提高可再生能源消纳能力
- 减少传统储能设备投资
1.2 技术路线设计
本研究采用"建模-优化-验证"的技术路线：
- 建立空调集群等效储能模型
- 构建含等效储能的微电网调度模型
- 设计对比仿真实验验证效果
关键技术突破点在于：
- 温度-功率-储能的耦合关系建模
- 大规模空调集群的聚合特性分析
- 混合整数规划问题的求解效率
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2. 等效储能建模详解
2.1 空调热动力学模型
单个空调的热动态可用一阶微分方程描述：
code复制dT/dt = (T_out - T) / (R·C) - P_cool / C
其中：
- T：室内温度(℃)
- T_out：室外温度(℃)
- R：建筑热阻(℃/kW)
- C：建筑热容(kWh/℃)
- P_cool：制冷功率(kW)
2.2 等效储能参数计算
将温度波动范围[T_min, T_max]映射为储能状态：
| 参数 | 计算公式 | 物理意义 |
|---|---|---|
| 最大储能量 | E_max = C·(T_max - T_min) | 温度区间存储的总热能 |
| 当前储能量 | E(t) = C·(T(t) - T_min) | 当前存储的热能 |
| 充放电功率 | P = P_cool - (T_out-T)/R | 净热交换功率 |
2.3 集群聚合方法
对于N台空调的集群，采用以下聚合策略：
- 按热时间