文献综述
摘要：近年来，空调负荷的急剧增长已成为季节性峰荷的主要组成部分，峰谷差的拉大、城市微气象的影响造成了高峰时段供电紧张，同时对电网安全稳定运行产生严重影响。空调负荷具有一定热存储能力，可以在较小影响用户舒适的的前提下参与电网调峰，是未来电力需求侧管理的重要内容。目前，有很多文献研究了降低空调负荷实现峰谷平衡的技术手段，但鲜有考虑微气象因素的影响。本文简述了空调负荷控制思路和微气象的相关概念，指出目前国内外研究现状与不足，进而提出在综合考虑城市微气象的影响下，降低空调负荷，为空调参与电网调度提供了依据。
关键词：微气象 空调 需求侧管理 降负荷潜力
- 引言
近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，空调负荷的急剧增长已成为夏季电网负荷特性恶化和电力紧缺的重要原因。在经济发达地区，如江苏(上海(浙江等地，空调高峰负荷占比达到1/3，甚至达到40%，局部地区超过50%[1]。同时能耗和气候变化息息相关。近几年，由于城市微气象的恶化，热岛效应、温湿效应、累积效应相互关联，使得空调能耗远远大于单个效应导致的空调能耗。在高温季节，空调负荷容量占很大比重，导致显著的负荷尖峰现象，加剧了电网负荷峰谷差，为电力系统安全稳定运行和电力设施建设带来困扰[2]。因此，空调负荷对电网的经济、安全、稳定运行具有重要影响[3]。
空调负荷具备热存储能力，通过合理的直接负荷控制手段，不仅能够快速响应电网侧的调度，降低高峰时段的电力需求，有效缓解电力供需矛盾，而且与发电装机容量的投资相比，需求响应的成本较低，合理的负荷控制对于用户用电舒适度的影响很小[2]。中央空调具有负荷容量大、可调性较好以及对社会生产影响较小等特点，成为负荷资源参与电网调峰的优选对象[4]。
1．空调负荷控制思路及手段
商业楼宇中央空调系统通常由空调主机、循环水泵、新风机组和风机盘管等组件构成，每个组件的负荷相差较大，并且可独立调控，但相互间也存在一定的关联制约[5]。
空调负荷的调节控制根据调控系统的不同组件化分刚性负荷控制和柔性负荷控制。其中刚性负荷控制方式一般直接全部或部分关停空调设备，如关停主机、关停循环系统或者关停末端风机盘管等[4]。但存在影响用户舒适度、制冷能力急剧下降的缺点。柔性控制的调节方式即通过改变空调设备运行参数、运行模式等调整负荷的出力，达到部分削减负荷的目的[4]。其优点是空调负荷制冷能力下降相对平缓，对用户的舒适度影响相对较少。
针对上述两种调控方式，国外提出3种远程负荷控制手段：①中断控制，即在系统需要时远程关闭用户的空调设备；②周期性暂停控制（duty cycling control,DCC），又称轮停[6]，指对空调制冷机实施周期性开/断，通常将一个控制周期内制冷机允许运行时间所占比例称为“占空比”（又称占空因数或负载持续率）[7]；③温度控制，即远程调节用户侧温控器的温度设定值，以此实现对空调负荷的控制。其中，后２种控制方式更注重在节电节能的同时满足人体热舒适度的要求，是未来的发展方向[8]。
- 微气象的相关概念
微气象研究中，主要研究的气象指标是温度和湿度[9]。在温度方面，城市热岛效应是微气象中的一种重要现象，其主要受城市的建筑群密度，植被覆盖率，街道的走向，工厂生产等影响[10]，使城市不同区域的温度差异增大；1978 年，George Winterling 首次提出利用温湿指数，综合反映温度和相对湿度两个因子对人体热感的影响。研究表明：气温适中时，相对湿度对人体的实感温度影响较小，而当温度较高或者较低时[10]，将这种现在总结为温湿效应；累积效应指空调负荷不仅受到当天温度的影响还和前几日的温度有关[11]。
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