[發明專利]具有隨機模型預測控制和需量電費合并的建筑物能量系統

有效

• 申請號: 201811043606.8
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109634112B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 蘭吉特·庫馬爾;邁克爾·J·文策爾;馬修·J·埃利斯;穆罕默德·N·埃爾布薩特;柯克·H·德雷斯;維克多·曼鈕爾·薩瓦拉·特赫達
• 申請（專利權）人: 江森自控科技公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

1.一種建筑物能量系統，所述建筑物能量系統被配置用于服務建筑物或校園的能量負載，所述系統包括：

設備，所述設備被配置用于消耗、儲存、或釋放從公共設施供應商處采購的一種或多種能源，其中，所述能源中的至少一種受制于需量電費；以及

控制器，所述控制器被配置用于確定在需量電費時段上所述能源跨所述設備的最佳分配，所述控制器包括隨機優化器，所述隨機優化器被配置用于：

針對多個場景中的每一個場景獲得所述建筑物或校園的代表性負載和費率；

基于所獲得的代表性負載和費率生成第一目標函數，所述第一目標函數包括在所述需量電費時段的一部分上采購所述能源的成本；

使用所述第一目標函數執行第一優化以便為所述能源的所述最佳分配確定高峰需求目標，其中，所述高峰需求目標在所述多個場景上使所述第一目標函數的風險屬性最小化；

所述控制器被配置用于控制所述設備以實現所述能源的所述最佳分配；并且

其中，所述隨機優化器被配置用于在所有所述場景上執行所述第一優化，使得所述系統的一種或多種狀態被約束為在所述需量電費時段的所述一部分的開始和結束時具有相等的值。

2.如權利要求1所述的建筑物能量系統，其中，所述控制器進一步包括模型預測控制器，所述模型預測控制器被配置用于：

生成第二目標函數，所述第二目標函數包括在優化時段上采購所述能源的成本，所述優化時段不同于所述需量電費時段；

使用所述高峰需求目標來實施高峰需求約束，所述高峰需求約束限制在所述優化時段期間對受制于所述需量電費的所述能源的最大采購；并且

執行受制于所述高峰需求約束的第二優化，以確定在所述優化時段上所述能源跨所述設備的所述最佳分配。

3.如權利要求2所述的建筑物能量系統，其中，所述模型預測控制器被配置用于將所述高峰需求約束實施為對受制于所述需量電費的所述能源的所述最大采購的軟約束。

4.如權利要求2所述的建筑物能量系統，其中，所述模型預測控制器被配置用于：

執行多次所述第二優化，所述第二優化中的每一次確定在多個優化時段之一上所述能源的所述最佳分配；并且

使用同一所述高峰需求約束來約束所述第二優化中的每一次。

5.如權利要求2所述的建筑物能量系統，其中：

所述隨機優化器被配置用于在所有所述場景上執行所述第一優化，使得所述系統的一種或多種狀態被約束為在所述需量電費時段的所述一部分的開始和結束時具有相等的值；并且

所述模型預測控制器被配置用于基于所述相等的值來生成終端約束并且執行受制于所述終端約束的所述第二優化。

6.如權利要求1所述的建筑物能量系統，其中，所述第一目標函數的所述風險屬性包括風險條件值、風險值、或預期成本中的至少一項。

7.如權利要求1所述的建筑物能量系統，其中，所述第一目標函數包括頻率調節收益項，所述頻率調節收益項考慮通過操作所述設備參與能量網的頻率調節項目而產生的收益。

8.如權利要求1所述的建筑物能量系統，其中，所述隨機優化器被配置用于通過以下操作來獲得所述代表性負載和費率：

接收限定若干場景的所述負載和費率的用戶輸入；以及

以下各項操作中的至少一項：

從限定若干場景的所述負載和費率的所述用戶輸入中采樣所述代表性負載和費率；或者

基于所述用戶輸入而生成估計分布并且從所述估計分布中采樣所述代表性負載和費率。

9.如權利要求1所述的建筑物能量系統，其中，所述隨機優化器被配置用于通過以下操作來獲得所述代表性負載和費率：

接收限定若干場景的負載和費率的輸入，所述場景中的每一個與由規劃工具使用的不同時間段相對應；以及

從由所述規劃工具使用的相應時間段的所述負載和費率中采樣每一個場景的所述代表性負載和費率。