[發明專利]基于電蓄熱與舒適度的非住宅樓宇需求靈活性量化方法

有效

• 申請號: 202010764427.4
• 申請日: 2020-08-02
• 公開（公告）號: CN112066524B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李家玨;崔嘉;王安妮;王剛;董之微;盧巖;曲藝;張強;朱蠡;黃鷥羽
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;沈陽工業大學;國家電網有限公司
• 主分類號: F24F11/63
• 分類號: F24F11/63
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍;侯景明

1.基于電蓄熱與舒適度的非住宅樓宇需求靈活性量化方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1.建立熱量動態模型；所述建立熱量動態模型，是根據施工數據定義樓宇建筑的尺寸，建立建筑物理模型，并且根據熱區定義溫度剖面容量，建立加熱-通風-制冷系統熱量動態模型；

步驟2.對所建立的模型進行辨識；是對于非住宅樓宇，通過比較常規和參與需求響應工況，從總需求響應量中去除常規行為，確定靈活性需求量對電力需求、熱舒適度的影響，識別靈活性需求量的擬合參數；

所述對于非住宅樓宇的靈活性需求量的擬合參數，每個樓宇行為都使用兩個場景進行模擬：常規行為和參與需求響應；每棟樓的暖通空調系統的設置點在一天內會改變幾次，時間長短也不同，因此，向下調節的需求靈活性參數定義為：

(a)爬坡下降速率HVAC實現其最大靈活性所需的時間與最大靈活性容量之間的比率(π^-)；所述HVAC表示中央空調系統；

(b)爬坡增加速率HVAC恢復額定功率所需時間與功率變化的比值；

(c)功率容量[π^-]：靈活交付的規模；

(d)電能容量[ε^-]：作為靈活性交付的總能量∫π^-(t)dt；

(e)舒適能力[σ⁺]：室內溫度降至最低或升至最高所需要的時間；

(f)舒適恢復[σ^-]：恢復室內標稱溫度所需的時間；

向上調節的需求靈活性參數定義為：

(a)爬坡上升速率HVAC實現其最大靈活性所需的時間與最大靈活性容量之間的比率(π^-)；所述HVAC表示中央空調系統；

(b)爬坡下降速率HVAC恢復額定功率所需時間與功率變化的比值；

(c)功率容量[π^-]：靈活交付的規模；

(d)電能容量[ε^-]：作為靈活性交付的總能量∫π^-(t)dt；

(e)舒適能力[σ⁺]：室內溫度升至最高或降至最低所需要的時間；

(f)舒適恢復[σ^-]：恢復室內標稱溫度所需的時間；

步驟3.對辨識后的模型進行量化處理；是處理采集的需求靈活性時序數據，找出每個靈活動作概率和靈活動作參數的條件概率，并根據各參數的年平均、季節平均和概率響應量化結果，找出不同季節的需求量差異；

所述對辨識后的模型進行量化處理，是基于室內溫度，給出了基于溫度場變化的需求靈活量的概率定義：

在現有的樓宇中，內部和外部溫度的差異，ΔT，定義了樓宇的靈活性潛力在時間上的變化，認為靈活性產出的變化與溫度差的變化成反比，或：

dP_f(t)/dt∝1/dΔT(t)/dt；

設P_f為樓宇可能的柔度結果集合，P_f＝{P_f,1,…,P_f,k}，對可能的溫差集ΔT，ΔT＝{δT₁,…,δT_k}；利用條件概率定義，有關可能溫度差的信息用來更準確地定義靈活性結果的概率：

其中P(P_f|ΔT)的概率是ΔT給出的一個靈活性的結果，P(P_f∩ΔT)表示聯合事件P_f和ΔT的概率，P(ΔT)表示溫差的概率；最后，上調，下調；

所述非住宅樓宇的需求靈活性概念如下：靈活的動作，即靈活性功率(P_f)，定義為[kW]中根據給定的要求而移位/移出的功率；包括兩種類型：第一是上調控制，即，電力需求增加；第二是下調控制，即，電力需求下降；樓宇的靈活行動的上下調節包括以下指標定義的：

(a)增加利率ρ(kW/min)，即，樓宇的反應速度；

(b)發電量π(kW)，即，可靈活傳遞的功率為多少；

(c)能源容量ε(kWh)，即，在靈活性動作過程中可以傳遞多少能量，定義為：

其中，t_i和t_f表示，靈活負荷動作的開始和結束時間；

(d)舒適能力σ⁺(min)，即，在達到舒適極限之前，反應能持續多久；

(e)舒適恢復σ^-(min)，即，樓宇需要多長時間才能恢復到名義舒適水平；

所述參數(a)和(b)是由舒適系統的電氣特性定義的，參數(c)、(d)、(e)是根據樓宇的物理特性，即樓宇類型、面積和地理位置定義的；舒適能力(σ⁺)，直接取決于樓宇的時間響應變化的舒適系統運行，即樓宇達到舒適極限所需要的時間；舒適恢復(σ^-)表示舒適系統恢復名義舒適狀態所需的時間，即樓宇恢復前的時間可以采取新的靈活性動作；C代表舒適度；舒適性容量、功率容量和爬坡速率決定了樓宇的能量容量(ε)；

步驟4.根據量化處理結果，建立考慮時序特性的非住宅樓宇需求靈活性量化模型。