[发明专利]基于建筑特性和虚拟电厂的建筑综合能源系统调度方法

说明书

本发明涉及一种基于建筑特性和虚拟电厂的建筑综合能源系统调度方法，建立建筑虚拟储能模型系统和电动汽车虚拟电厂充放电模型，日前调度和日内调度相结合的调度方法，在建筑楼宇日运行阶段引入日内调度，并将建筑虚拟储能系统设定为长时间尺度的调度设备，电动汽车虚拟电厂设定为短时间尺度的调度设备，通过长时间尺度调度建筑虚拟储能、短时间尺度调度电动汽车虚拟电厂相结合的方式，平抑联络线功率偏差，实现日内调度策略。有益效果：本发明能够为建筑综合能源系统调度计划的制定提供技术支撑，有利于提升能源管理和综合利用水平，能更加适应当前建筑综合能源系统运行的特点，平抑联络线功率偏差，更大地发挥建筑综合能源系统的资源利用效能。

技术领域

本发明属于建筑能源技术领域，尤其涉及一种适用于建筑级综合能源系统日前和日内两阶段协调优化调度工作的基于建筑特性和虚拟电厂的建筑综合能源系统调度方法。

背景技术

《中国建筑节能年度发展研究报告2020》数据显示，我国建筑总耗能在我国能源消费总量中的占比已超过22％。随着我国城镇化率的不断提升和产业结构的调整，该比例还会持续提高。所以，以建筑楼宇为代表的能源消费终端具备庞大的节能减排潜力。因而，开发以建筑楼宇为代表的终端能源消费环节的节能减排潜力，对解决我国社会发展进程中日益增长的能源短缺与能源需求旺盛、环境保护与能源利用之间的双重矛盾具有深远意义。

对于建筑楼宇优化调度方法和能量管理的研究已取得了初步进展，主要从日前优化调度角度出发，综合考虑经济、环境等要素，研究建筑楼宇的能量管理方法，以实现建筑楼宇的最优综合效益。鉴于建筑楼宇优化调度易受环境要素影响、依赖于预测数据等问题，目前主要通过模型预测控制的方法，实现建筑楼宇的优化调度。由于建筑楼宇用能行为的随机性及可再生能源出力的波动性，负荷和可再生能源数据均难以精确地预测，增加了建筑楼宇能量供需实时平衡的难度。专利公布号为CN109752953A的专利文献公开了一种集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、建立由楼宇虚拟储能系统、电制冷机、柴油发电单元、燃料电池、蓄电池组成的楼宇供能系统模型；步骤2、建立调度模型框架后分别给出日前、日内及滚动部分模型，进而构建楼宇供能系统多时间尺度预测调度模型，根据楼宇供能系统及楼宇用户的需求进行多时间尺度优化调度。

目前建筑楼宇日前调度方法尚存在局限性，不能充分反映建筑楼宇优化运行受负荷和可再生能源数据预测误差的影响。并且，日前调度下建筑楼宇供用能设备的单一时间尺度建模，难以考虑实际运行中多时间尺度框架下的时间耦合特性，易造成实际运行与优化结果不一致的状况。同时，日前调度的鲁棒优化收敛困难、计算量庞大且结果保守性强。日前调度的随机优化对随机变量的概率分布依赖性强，海量的场景设计和选取流程导致了计算量的快速增长。例如，专利公布号为CN 110322056 A的专利文献公开了一种计及中央空调系统的虚拟电厂随机自适应鲁棒优化调度方法，步骤是：基于预测平均投票数指标确定人体舒适度范围，由公共楼宇中央空调系统的热力学方程推得公共楼宇的室温时变方程，进行中央空调系统的建模分析；根据原始数据以VPP利润最大为目标函数，构造虚拟电厂(VPP)确定性模型，构建约束条件；采用随机规划法处理市场电价不确定性，采用自适应鲁棒方法处理光伏出力不确定性，建立虚拟电厂随机自适应鲁棒模型，并采用标准场景算法进行求解。专利公布号为CN107464008A的专利文献公开了一种大型楼宇冷热电联供系统的优化调度方法，针对楼宇建筑冷负荷、热负荷、电负荷多种负荷利用的特点，综合考虑燃汽轮机、燃汽锅炉、余热吸收式冷温水机以及电制冷机多类供能设备的特点，结合燃气冷热电联供系统的运行特性，建立大型楼宇冷热电联供系统的优化调度模型，并利用改进的粒子群算法求解优化调度模型得到日前优化调度出力曲线，推动大型楼宇冷热电联供系统的优化管理。