[發(fā)明專利]供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力計算方法、裝置與電子設(shè)備

有效

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• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113190942B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳群;茍星;孫勇;賀克倫;李霞;徐飛;陳磊;李振元
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);國網(wǎng)吉林省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/28;F24D19/10;F24F11/63;G06F111/04;G06F119/08;G06F119/12;G06F119/14
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

本發(fā)明提供一種供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力計算方法、裝置與電子設(shè)備，方法包括：根據(jù)供熱/冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)的熱量流模型；根據(jù)供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時量測信息，確定實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息；求解供熱/冷系統(tǒng)的熱量流模型；根據(jù)熱量流模型的求解結(jié)果，確定供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能量為0及虛擬能量儲滿的運(yùn)行狀態(tài)，計算瞬時儲能功率極限以及瞬時放能功率極限；在任意預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)時長下，基于供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)管網(wǎng)中傳熱流體溫度以及用戶側(cè)室內(nèi)溫度的上限約束條件和下限約束條件，求解供熱/冷系統(tǒng)的熱量流模型并優(yōu)化；根據(jù)優(yōu)化結(jié)果獲取該調(diào)節(jié)時長下供熱/冷系統(tǒng)的平均儲能功率極限、平均放能功率極限以及儲能容量、放能容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力計算方法、裝置與電子設(shè)備。

背景技術(shù)

充分利用可再生能源是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。然而，風(fēng)、光等可再生能源具有間歇性、波動性等特點(diǎn)，其大規(guī)模、高比例消納需要有效利用能源系統(tǒng)中其他設(shè)備、部件或環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)能力，充分提升能源系統(tǒng)的整體靈活性。

為了評價能源系統(tǒng)中具有調(diào)節(jié)能力的設(shè)備、部件、環(huán)節(jié)等的儲能特性，人們提出了“虛擬儲能”的概念。通過集中式/分散式調(diào)控中心或采用分時電/熱/氣價等措施對“虛擬儲能”設(shè)備的儲/釋能過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以提升能源系統(tǒng)的靈活性。

電力、熱力、天然氣等能源系統(tǒng)中具有調(diào)節(jié)能力的設(shè)備、部件和環(huán)節(jié)等都可稱為“虛擬儲能”設(shè)備。例如，在諸如供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)的熱量傳輸系統(tǒng)中，建筑墻體等圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)空氣和家具等均具有儲能特性。此外，由于供熱管網(wǎng)或供冷管網(wǎng)具有較長的管道長度，熱能或冷能的傳輸過程具有明顯的延時效應(yīng)，因此也具有儲能特性。

為了有效提升電-熱-氣綜合能源系統(tǒng)的靈活性，應(yīng)當(dāng)評估包含管網(wǎng)和建筑的熱量傳輸系統(tǒng)的整體虛擬儲能特性，并進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)控。

在現(xiàn)有技術(shù)中，對熱量傳輸系統(tǒng)虛擬儲能能力的評估方法較為簡單，一般僅考慮建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及供熱管網(wǎng)或供冷管網(wǎng)中流體的熱容對其虛擬儲能容量的影響，而與能源系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行規(guī)律無關(guān)。實(shí)際上，受熱能/冷能傳輸過程的物理機(jī)制影響，管網(wǎng)中熱能/冷能傳輸?shù)难舆t特性以及建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)等的熱容特性等將與供熱/供冷系統(tǒng)中各換熱設(shè)備/環(huán)節(jié)的換熱特性等其他參數(shù)以及實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)，共同影響供熱/供冷系統(tǒng)的儲能能力。因此，現(xiàn)有技術(shù)中對供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力的評估方法在評估準(zhǔn)確性上存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力計算方法、裝置與電子設(shè)備。

本發(fā)明提供一種供熱/冷系統(tǒng)虛擬儲能能力計算方法，包括：

根據(jù)供熱/冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，建立供熱/冷系統(tǒng)的熱量流模型；其中，所述供熱/冷系統(tǒng)包括熱/冷源、管網(wǎng)以及用戶側(cè)；所述熱量流模型用于反映熱量在供熱/冷系統(tǒng)中的整體傳輸特性與存儲特性；

根據(jù)供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時量測信息，確定供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息；

根據(jù)所述供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息確定所述熱量流模型中的參數(shù)值，結(jié)合所述供熱/冷系統(tǒng)的管網(wǎng)中的傳熱流體溫度的上限約束條件和下限約束條件，以及用戶側(cè)的室內(nèi)空氣溫度的上限約束條件和下限約束條件，求解供熱/冷系統(tǒng)的熱量流模型；根據(jù)所述熱量流模型的求解結(jié)果，明確供熱/冷系統(tǒng)的虛擬儲能量為0及虛擬能量儲滿的運(yùn)行狀態(tài)，計算供熱/冷系統(tǒng)的瞬時儲能功率極限以及瞬時放能功率極限；

在任意預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)時長下，基于供熱/冷系統(tǒng)的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)管網(wǎng)中傳熱流體溫度以及用戶側(cè)的室內(nèi)空氣溫度的上限約束條件和下限約束條件，求解供熱/冷系統(tǒng)的熱量流模型并優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果獲取該調(diào)節(jié)時長下供熱/冷系統(tǒng)的平均儲能功率極限、平均放能功率極限以及儲能容量、放能容量。