[發明專利]建筑綜合能源調度方法、系統、存儲介質及計算機設備

有效

• 申請號: 202010235539.0
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111339689B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 黃佳暢;賴來利;李學聰;吳潤基;王冬驍
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06;G06Q50/08;H02J3/46;H02J3/32;H02J3/38;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發明提出了一種建筑綜合能源調度方法、系統、存儲介質及計算機設備，其中，方法通過對光伏發電系統、電動汽車隨機充放電行為以及建筑動態熱力學過程進行等效建模并轉換成基于混合整數線性規劃的問題模型，利用模型預測控制方法和日前調度控制策略，實現了對包含光伏發電系統、電動汽車和建筑負荷的建筑綜合能源設施的協同最優控制，可提高光伏發電在電力系統中的滲透率，在緩解能源危機的同時，對電動汽車的隨機充放電行為進行控制，利用電動汽車電池放電對建筑負荷進行供電，降低電網負荷高峰壓力。

技術領域

本發明涉及智能電網技術領域，更具體地，涉及一種建筑綜合能源調度方法、系統、存儲介質及計算機設備。

背景技術

在建筑消耗的能源中，用于調節室內溫度平衡的空調(AC)系統的能耗占了很大一部分比例，在夏季負荷高峰期時，其占比甚至達到了總負荷量的30％～40％。因此，通過對空調負荷進行合理有效的控制，使空調系統快速響應電網側的調度，對提高建筑能源使用效率，降低負荷高峰時段的用電需求和配電網負擔，具有重要意義。

同時，在光伏發電技術的快速發展且趨于成熟的背景下，越來越多的建筑屋頂，尤其在工業廠房、商業建筑、民用建筑及農業設施的屋頂，安裝了光伏發電系統，建筑光伏一體化(BIPV)技術也受到越來越多的關注。建筑光伏一體化是集約理念下未來城鎮化建筑形態與分布光伏能源系統整合的有機體，能最大限度實現建筑體內能源自循環，最大限度減小對外部電力系統的依賴以及配電網的負擔。

但是，近年來隨著大量的電動汽車接入電網，其對電力系統的可靠運行又帶來了新的挑戰：電動汽車的聚集性充電可能會導致局部地區的負荷緊張，電動汽車充電時間的疊加或電力負荷高峰時段的充電行為將會加重配電網負擔，降低電網的電能質量。

而對于上述問題，現有技術方案并未能對電動汽車接入的建筑光伏一體化能源系統進行控制優化，特別是對包含了光伏發電系統、電動汽車和空調負荷的建筑綜合能源設施的最優控制。此外，目前的技術方案對光伏發電的預測也還存在一定的誤差，導致對整體系統模型的控制優化不夠精確。

發明內容

針對的現有技術的局限，本發明提出一種建筑綜合能源調度方法、系統、存儲介質及計算機設備，本發明采用的技術方案是：

一種建筑綜合能源調度方法，包括以下步驟：

以光伏發電等效模型、電動汽車隨機充放電模型及建筑動態熱力學模型構建建筑綜合能源設施等效模型；其中，所述光伏發電等效模型模擬光照強度、太陽能電池板受光照有效面積以及環境溫度對太陽能電池板輸出功率的影響；所述電動汽車隨機充放電模型基于電動汽車隨機接入建筑綜合能源設施的特性，模擬電動汽車的電池荷電狀態在充放電過程中隨充放電功率和時間的變化；所述建筑動態熱力學模型中室外環境溫度、墻體溫度和室內空氣溫度之間的傳熱過程等效化為包括電阻和電容的電路，其中溫度等效為電壓，比熱容等效為電容，熱阻等效為電阻；

通過將所述建筑綜合能源設施等效模型中的決策變量轉化為整數變量，使所述建筑綜合能源設施等效模型轉換為基于混合整數線性規劃的問題模型；

根據電動汽車車主的用車習慣，運用概率密度函數對電動汽車隨機性進行建模，生成預測電動汽車接入和離開建筑綜合能源設施時間的時刻表；

獲取日前預測數據，根據所述日前預測數據及所述時刻表，采用模型預測控制的方法及日前優化調度的策略，對基于混合整數線性規劃的問題模型進行優化求解，得出建筑綜合能源設施的控制調度計劃；其中，所述日前預測數據包括太陽輻射強度數據、環境溫度數據、電價數據。