[发明专利]基于建筑物热能流的楼宇侧综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种基于建筑物热能流的楼宇侧综合能源系统优化调度方法，该方法包括如下步骤：搭建基于建筑物热能流分析的建筑物热负荷模型；根据建筑物的热负荷模型，建立以楼宇侧综合能源系统的总体能效最大和用能成本最小为目标的多目标优化模型；以上层为总体能效最大、下层为运行成本最小，采用双层优化求解该多目标优化模型，得到优化结果；根据优化结果调度运行楼宇侧综合能源系统。本发明的方法基于建筑物热能流建立了建筑物的热负荷模型，可以更加精准地描述建筑物本身的物理层面的用能耗能模型，设置上层与下层两层目标，考虑全面，优化结果更加精准，且求解方法占用内存少，消耗时间短，更加客观高效。

技术领域

本发明涉及电力系统优化调度技术领域，更具体涉及一种基于建筑物热能流的楼宇侧综合能源系统优化调度方法，

背景技术

作为典型的智慧能源系统，综合能源系统可促进源、网、荷深入融合，提升可再生能源的利用率。随着中国建筑总量的不断攀升和居住舒适度要求的不断提升，建筑能耗呈急剧上扬趋势。目前已与工业能耗、交通能耗并列，成为我国能源消耗的三大“能耗大户”之一，建筑节能迫在眉睫。必须要着力提高电能在终端多能源消费中的比重，尽最大限度减少终端化石能源的燃烧排放，以缓解污染物排放对环境造成的压力。在楼宇侧综合采用电能替代技术实现冷热电联合供应，构建综合能源系统，为楼宇系统的供能提供了一种低碳解决方案，是一种更加高效、环保的终端能源系统。基于多能互补，可再生能源消纳、需求侧响应的概念，提出了适用于智能楼宇的能效优化算法。

智能楼宇型用户侧分布式能源系统作为推进智能楼宇平台技术的基础产物，是构建用户侧分布式能源系统的重要组成部分。一般楼宇型用户中的设备包括楼顶的光伏、风电以及配置的储能设备、中央空调系统、各楼层有效负荷。其中各楼层的有效负荷包括电负荷、热负荷、冷负荷、气负荷等多种的综合能源形式。

对于楼宇侧综合用能用户而言，由于终端用能设备种类繁多，负荷需求多样，缺少整体架构上的优化调度平台，导致总体用能能效偏低，存在大量能源浪费的现象。目前的既有研究往往忽略了楼宇供能系统电、冷、热之间多时间尺度的差异性，对于建筑物的本身建模通常采用单层的简易模型，对于建筑蓄热特性考虑的不够完善，优化结果并不精准，且对多能源联合供应楼宇系统的联合优化目标不清。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于建筑物热能流的楼宇侧综合能源系统优化调度方法，对楼宇建筑物本身热能流进行建模，建立楼宇侧综合能源系统多目标优化模型，针对楼宇总体能效和用能成本两类目标，采用双层优化算法，使用双层KKT优化算法，得到楼宇综合能源用能系统最优调度方案。

本发明采用如下的技术方案：

一种基于建筑物热能流的楼宇侧综合能源系统优化调度方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，搭建基于建筑物热能流分析的建筑物热负荷模型；

步骤S2，根据建筑物的热负荷模型，建立以楼宇侧综合能源系统的总体能效最大和用能成本最小为目标的多目标优化模型；

步骤S3，以上层为总体能效最大、下层为运行成本最小，采用双层优化求解该多目标优化模型，得到优化结果；

步骤S4，根据优化结果调度运行楼宇侧综合能源系统。

优选的，步骤1中的建筑物热负荷模型包括外围护结构的热负荷模型和空调新风系统的热负荷模型。

优选的，外围护结构传热的热负荷模型的等效热电路中，室外空气与屋顶外表面的对流热阻屋顶外表面与内表面的传导热阻以及屋顶内表面与室内空气的对流热阻依次串联，之后与墙壁和窗户的总热阻并联形成并联结构，并联之后与室内空气与地下恒温层之间的热阻串联形成总串联结构；