[发明专利]含新能源的电动车与建筑空调系统协同优化方法与装置

说明书

本发明公开了含新能源的电动车与建筑空调系统协同优化方法与装置，该方法以电动汽车和建筑房间作为能量转换载体，可以提高系统对新能源的消纳能力，降低系统的运行费用；系统可以选择在光伏发电功率较大时对电动汽车充电或对没有热舒适度需求的建筑房间进行预制冷或预制热，在光伏发电功率较小时让电动汽车对系统放电；由于分时电价的存在，通过最小化运行费用，可以将该系统的用电高峰转移至谷时电价时段；该方法采用模型预测控制方法以解决随机性问题，可以在天气状态和电动汽车出行状态具有随机性的情况下，通过实时根据当前信息对未来信息进行预测，以减少随机性对系统的影响。

技术领域

本发明属于多能源系统技术领域，具体涉及含新能源的电动车与建筑空调系统的建筑能源系统的协同优化方法和装置。

背景技术

近年来，现代社会的能源危机和环境污染问题加剧恶化。人类亟需寻找清洁新能源来代替化石能源并减少对化石能源的依赖。风能、水能与太阳能是目前最成熟并且已经大规模投入使用的清洁新能源。从风电、光伏发电的应用与课题组的初步研究中可以发现，风电与光伏发电等新能源受天气影响较大，具有较大的不确定性，因此了解和分析新能源生产的不确定特性对电网安全运行具有重大意义。根据新能源的生产特性，与传统能源相配合，对能源系统进行综合优化调度，能够显著提高系统对新能源的消纳能力，从而大幅降低电力生产中传统能源的使用，较少对化石能源的依赖，实现减排的环保目的。

除了在供给侧寻找化石能源的替代能源之外，节能也是解决世界能源问题的有效途径，并且得到越来越多的关注和重视。随着经济与城市化的迅速发展，建筑能源消耗急剧上升并且在全社会总能耗中占据越来越大的比例。在过去的十年里，美国建筑能耗占其社会总能耗的40％，其中有40％的能源被暖通空调系统用来满足用户室内的舒适度需求。除此之外，随着电动汽车市场保有量的上升，电动汽车的充电需求对电力市场造成的影响越来越不容忽视。因此，对建筑空调系统和电动汽车充电的需求进行协同优化具有巨大的节能和消纳新能源的潜力。

需求侧的能源消耗通常也具有不确定性的特点，不确定的系统需求与不确定的新能源出力相配合，给能源系统的安全经济运行带来了新的挑战。现代能源系统的需求与供给通常都具有时空耦合的特性，建筑空调系统和电动汽车充电需求的弹性给系统优化调度带来了实现增加新能源消纳量的可能，但是如何在满足用户需求和能源系统各个组成部分的安全运行约束的同时解决实时供需匹配的动态优化调度问题异常复杂。

信息技术融入电网形成“智能电网”，为实现综合能源系统安全节能优化奠定了基础。先进传感测量、信息获取与处理、通信、控制与优化等信息技术在智能电网中应用，实施电网实时监测、统一调度和控制，提供分时和实时电价信息，能够支持能源双向流动基础上的需求响应。在智能电网技术支持下，电能生产与需求的协调与优化匹配成为可能。综合考虑能源生产的不确定特性，协调需求侧电能和其它能源介质的生产、存储和使用，优化需求侧的能源使用，实现发电与用电优化匹配与动态优化调度，可以促进发电不确定性在需求侧的有效消纳，达到节能降耗的目标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了含新能源的电动车与建筑空调系统的建筑能源系统的协同优化方法与装置，在满足用户在建筑中的热舒适度需求和驾驶电动汽车的出行能量需求的同时，消纳分布式新能源，最小化运行成本。

为达到上述目的，含新能源的电动车与建筑空调系统协同优化方法，包括以下步骤：

S1、构建样本参数集，所述样本参数集包括天气数据样本，电价参数，所有建筑中的设备参数，电动汽车出行规律参数，电动汽车位置状态与对应房间占用状态的耦合关系参数；

S2、收集当前天气数据，根据当前天气数据计算当前光伏发电功率；收集辆电动汽车位置状态和每间房间的占用状态，根据电动汽车位置状态得到电动汽车的充电需求信息，根据房间的占用状态得到房间的热舒适度需求，进而得到建筑空调系统的需求信息；

S3、在每个时段根据建筑空调系统的需求信息，电动汽车的充电需求信息以及光伏发电功率进行协同优化，得到当前时刻该系统最优运行策略集；