[發明專利]基于建筑特性和虛擬電廠的建筑綜合能源系統調度方法

有效

• 申請號: 202110459786.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113222227B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 劉曉鷗;徐兵;陳世龍;劉劍;李學斌;劉建偉;趙號
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團天津電力設計院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/08;G06F17/11;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

本發明涉及一種基于建筑特性和虛擬電廠的建筑綜合能源系統調度方法，建立建筑虛擬儲能模型系統和電動汽車虛擬電廠充放電模型，日前調度和日內調度相結合的調度方法，在建筑樓宇日運行階段引入日內調度，并將建筑虛擬儲能系統設定為長時間尺度的調度設備，電動汽車虛擬電廠設定為短時間尺度的調度設備，通過長時間尺度調度建筑虛擬儲能、短時間尺度調度電動汽車虛擬電廠相結合的方式，平抑聯絡線功率偏差，實現日內調度策略。有益效果：本發明能夠為建筑綜合能源系統調度計劃的制定提供技術支撐，有利于提升能源管理和綜合利用水平，能更加適應當前建筑綜合能源系統運行的特點，平抑聯絡線功率偏差，更大地發揮建筑綜合能源系統的資源利用效能。

技術領域

本發明屬于建筑能源技術領域，尤其涉及一種適用于建筑級綜合能源系統日前和日內兩階段協調優化調度工作的基于建筑特性和虛擬電廠的建筑綜合能源系統調度方法。

背景技術

《中國建筑節能年度發展研究報告2020》數據顯示，我國建筑總耗能在我國能源消費總量中的占比已超過22％。隨著我國城鎮化率的不斷提升和產業結構的調整，該比例還會持續提高。所以，以建筑樓宇為代表的能源消費終端具備龐大的節能減排潛力。因而，開發以建筑樓宇為代表的終端能源消費環節的節能減排潛力，對解決我國社會發展進程中日益增長的能源短缺與能源需求旺盛、環境保護與能源利用之間的雙重矛盾具有深遠意義。

對于建筑樓宇優化調度方法和能量管理的研究已取得了初步進展，主要從日前優化調度角度出發，綜合考慮經濟、環境等要素，研究建筑樓宇的能量管理方法，以實現建筑樓宇的最優綜合效益。鑒于建筑樓宇優化調度易受環境要素影響、依賴于預測數據等問題，目前主要通過模型預測控制的方法，實現建筑樓宇的優化調度。由于建筑樓宇用能行為的隨機性及可再生能源出力的波動性，負荷和可再生能源數據均難以精確地預測，增加了建筑樓宇能量供需實時平衡的難度。專利公布號為CN109752953A的專利文獻公開了一種集成電制冷機的樓宇供能系統模型預測調控方法，其技術特點在于：包括以下步驟：步驟1、建立由樓宇虛擬儲能系統、電制冷機、柴油發電單元、燃料電池、蓄電池組成的樓宇供能系統模型；步驟2、建立調度模型框架后分別給出日前、日內及滾動部分模型，進而構建樓宇供能系統多時間尺度預測調度模型，根據樓宇供能系統及樓宇用戶的需求進行多時間尺度優化調度。

目前建筑樓宇日前調度方法尚存在局限性，不能充分反映建筑樓宇優化運行受負荷和可再生能源數據預測誤差的影響。并且，日前調度下建筑樓宇供用能設備的單一時間尺度建模，難以考慮實際運行中多時間尺度框架下的時間耦合特性，易造成實際運行與優化結果不一致的狀況。同時，日前調度的魯棒優化收斂困難、計算量龐大且結果保守性強。日前調度的隨機優化對隨機變量的概率分布依賴性強，海量的場景設計和選取流程導致了計算量的快速增長。例如，專利公布號為CN 110322056 A的專利文獻公開了一種計及中央空調系統的虛擬電廠隨機自適應魯棒優化調度方法，步驟是：基于預測平均投票數指標確定人體舒適度范圍，由公共樓宇中央空調系統的熱力學方程推得公共樓宇的室溫時變方程，進行中央空調系統的建模分析；根據原始數據以VPP利潤最大為目標函數，構造虛擬電廠(VPP)確定性模型，構建約束條件；采用隨機規劃法處理市場電價不確定性，采用自適應魯棒方法處理光伏出力不確定性，建立虛擬電廠隨機自適應魯棒模型，并采用標準場景算法進行求解。專利公布號為CN107464008A的專利文獻公開了一種大型樓宇冷熱電聯供系統的優化調度方法，針對樓宇建筑冷負荷、熱負荷、電負荷多種負荷利用的特點，綜合考慮燃汽輪機、燃汽鍋爐、余熱吸收式冷溫水機以及電制冷機多類供能設備的特點，結合燃氣冷熱電聯供系統的運行特性，建立大型樓宇冷熱電聯供系統的優化調度模型，并利用改進的粒子群算法求解優化調度模型得到日前優化調度出力曲線，推動大型樓宇冷熱電聯供系統的優化管理。