[發明專利]一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法

在審

• 申請號: 202110600785.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113298164A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 秦銘磊;徐青山;陳思捷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/16;G06F17/11
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 于晶晶

本發明公開了一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法，屬于電力系統需求響應技術領域。一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法，包括以下步驟：針對樓宇內部典型綜合能源設備進行數學模型建模；考慮光伏出力不確定性特點，使用拉丁超立方方法進行抽樣，使用模糊C均值法進行場景削減，得到典型日前光伏出力預測數據；與現有技術相比，本申請的一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法首先建立樓宇內部典型綜合能源設備模型，然后使用拉丁超立方方法與模糊C均值法進行光伏場景預測與場景削減，最后使用能量母線式平衡方程式對樓宇側綜合能源系統進行樓宇用能優化。

技術領域

本發明涉及電力系統需求響應技術領域，具體涉及一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法。

背景技術

近些年來，隨著可再生能源利用技術的不斷發展，樓宇已成為節能減排的目標，傳統的中國北方樓宇供暖的電熱分離式模式，能源利用率較低，碳排量較大，且嚴重制約了熱電聯產機組的發電可調節區間。電力因其本身的特性無法長期儲存，如果能夠利用天然氣或暖氣等可以長期儲存的能源形式對電力進行轉換儲存，棄風棄光等現象將大幅度減少。因此，如何在小規模范圍內如樓宇內部實現主要能源，如冷熱電負荷的相對平衡，降低總體碳排放，提高樓宇總能效，并能提高清潔能源消納率，已成為能源工作的重要研究方向。目前主要通過各種分布在樓宇內部的分布式能源系統，以及多種低碳的為樓宇供能所提供的解決方法。

光伏作為綜合能源系統系統中重要的分布式可再生能源，因其清潔環保的特點，很多用能系統均將其作為外部能源的來源，但其隨機性大等缺點也為優化調度帶來了困難。因此，考慮外界新式能源接入的綜合能源系統模型建模與優化是目前電氣學科研究綜合能源系統的熱點方向；為此本發明介紹了一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于光伏出力不確定性的樓宇用能優化方法，包括以下步驟：

步驟1：根據典型樓宇的用能設備構建設備能耗數學模型；

步驟2：通過拉丁超立方抽樣法生成日前光伏功率場景，并基于模糊C均值法進行場景削減，對抽樣樣本進行處理并生成典型日前光伏出力預測數據；

步驟3：基于所述設備能耗數學模型和能量母線平衡方程式構建樓宇綜合能源系統模型；

步驟4：基于混合整數線性規劃方法和所述典型日前光伏出力預測數據求解所述樓宇綜合能源系統模型的日運行最優結果。

進一步地，所述拉丁超立方抽樣的日前光伏預測數據區間的上、下界限設為輸出期望的±10％，其特征在于，所述拉丁超立方算法在進行樣本抽樣時，所生成的樣本相關性矩陣會隨著維數越高，其正定矩陣的數量越來越少，在進行大規模樣本數據抽樣時，需要對原有樣本數據進行相關性矩陣正定改進。此處采用基于譜分解法的拉丁超立方采樣法。假設樣本的相關性矩陣P_real的特征值為λ_i，列向量為V_i。可得該相關性矩陣P_real的對角矩陣Λ，對該對角矩陣采用譜分解法可以得到新的對角標度矩陣Λ_U，其中ε_b為極小的正數，然后進行想要變化，可以得到經過譜分解法后的修正函數P'_real，具體函數關系式如下：

Λ:

Λ_U:

P'_real＝BB^T