[發明專利]基于建筑物熱能流的樓宇側綜合能源系統優化調度方法

在審

• 申請號: 202110763169.2
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113379160A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 楊世海;黃奇峰;蘇慧玲;陳銘明;孔月萍;陸婋泉
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司營銷服務中心;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

本發明公開了一種基于建筑物熱能流的樓宇側綜合能源系統優化調度方法，該方法包括如下步驟：搭建基于建筑物熱能流分析的建筑物熱負荷模型；根據建筑物的熱負荷模型，建立以樓宇側綜合能源系統的總體能效最大和用能成本最小為目標的多目標優化模型；以上層為總體能效最大、下層為運行成本最小，采用雙層優化求解該多目標優化模型，得到優化結果；根據優化結果調度運行樓宇側綜合能源系統。本發明的方法基于建筑物熱能流建立了建筑物的熱負荷模型，可以更加精準地描述建筑物本身的物理層面的用能耗能模型，設置上層與下層兩層目標，考慮全面，優化結果更加精準，且求解方法占用內存少，消耗時間短，更加客觀高效。

技術領域

本發明涉及電力系統優化調度技術領域，更具體涉及一種基于建筑物熱能流的樓宇側綜合能源系統優化調度方法，

背景技術

作為典型的智慧能源系統，綜合能源系統可促進源、網、荷深入融合，提升可再生能源的利用率。隨著中國建筑總量的不斷攀升和居住舒適度要求的不斷提升，建筑能耗呈急劇上揚趨勢。目前已與工業能耗、交通能耗并列，成為我國能源消耗的三大“能耗大戶”之一，建筑節能迫在眉睫。必須要著力提高電能在終端多能源消費中的比重，盡最大限度減少終端化石能源的燃燒排放，以緩解污染物排放對環境造成的壓力。在樓宇側綜合采用電能替代技術實現冷熱電聯合供應，構建綜合能源系統，為樓宇系統的供能提供了一種低碳解決方案，是一種更加高效、環保的終端能源系統。基于多能互補，可再生能源消納、需求側響應的概念，提出了適用于智能樓宇的能效優化算法。

智能樓宇型用戶側分布式能源系統作為推進智能樓宇平臺技術的基礎產物，是構建用戶側分布式能源系統的重要組成部分。一般樓宇型用戶中的設備包括樓頂的光伏、風電以及配置的儲能設備、中央空調系統、各樓層有效負荷。其中各樓層的有效負荷包括電負荷、熱負荷、冷負荷、氣負荷等多種的綜合能源形式。

對于樓宇側綜合用能用戶而言，由于終端用能設備種類繁多，負荷需求多樣，缺少整體架構上的優化調度平臺，導致總體用能能效偏低，存在大量能源浪費的現象。目前的既有研究往往忽略了樓宇供能系統電、冷、熱之間多時間尺度的差異性，對于建筑物的本身建模通常采用單層的簡易模型，對于建筑蓄熱特性考慮的不夠完善，優化結果并不精準，且對多能源聯合供應樓宇系統的聯合優化目標不清。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種基于建筑物熱能流的樓宇側綜合能源系統優化調度方法，對樓宇建筑物本身熱能流進行建模，建立樓宇側綜合能源系統多目標優化模型，針對樓宇總體能效和用能成本兩類目標，采用雙層優化算法，使用雙層KKT優化算法，得到樓宇綜合能源用能系統最優調度方案。

本發明采用如下的技術方案：

一種基于建筑物熱能流的樓宇側綜合能源系統優化調度方法，該方法包括如下步驟：

步驟S1，搭建基于建筑物熱能流分析的建筑物熱負荷模型；

步驟S2，根據建筑物的熱負荷模型，建立以樓宇側綜合能源系統的總體能效最大和用能成本最小為目標的多目標優化模型；

步驟S3，以上層為總體能效最大、下層為運行成本最小，采用雙層優化求解該多目標優化模型，得到優化結果；

步驟S4，根據優化結果調度運行樓宇側綜合能源系統。

優選的，步驟1中的建筑物熱負荷模型包括外圍護結構的熱負荷模型和空調新風系統的熱負荷模型。

優選的，外圍護結構傳熱的熱負荷模型的等效熱電路中，室外空氣與屋頂外表面的對流熱阻屋頂外表面與內表面的傳導熱阻以及屋頂內表面與室內空氣的對流熱阻依次串聯，之后與墻壁和窗戶的總熱阻并聯形成并聯結構，并聯之后與室內空氣與地下恒溫層之間的熱阻串聯形成總串聯結構；