[发明专利]建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法及控制装置，所述优化方法包括日前调度阶段、日内微调阶段、策略更新阶段和日内控制阶段，结合需求侧人员行为对建筑电‑热‑冷需求的影响，考虑房间热动态过程建立基于流量的模型并求解，以氢能为主要能源来满足用户的舒适度要求与负载需求，并提出了一种对原有调度策略进行快速微调以适应实时需求变化的方法，减小了需求侧不确定性带来的波动。

技术领域

本发明属于建筑多能源系统及其技术领域，特别涉及一种建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法及控制装置。

背景技术

煤炭、石油等化石能源的不可再生性决定了其不可能永久地为人类供能，且其燃烧所产生的污染会对地球和人类生活造成巨大危害。与此同时，可再生能源技术发展迅速，能源消费结构发生巨大变化。

随着能源消费结构的变革，可再生能源所占比重日渐增大，能源系统的运行结构也亟需变革。首先，新能源因其特殊的性质而难以与现有电网进行融合，风力和光伏发电的随机性、间歇性和波动性会给电网的稳定运行带来极大挑战，因此需平抑其出力的波动来促进其与现有电网的融合。其次，随着燃料电池技术等高效清洁技术的发展，氢能凭借其能量密度高、清洁无污染、存量丰富、便于储存和转移的优点逐渐进入人类视野，并被广泛视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。

作为居民生存与社会生活必不可少的一环，建筑用能占一次能源消耗的20～40％，在某些发达地区甚至高达45％。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在其第四次评估报告中指出，到2030年，全球建筑领域可形成每年60亿吨CO₂当量的减排潜力，在所有部门中减排潜力最高。

建筑能耗需求不确定性高，且与人员活动具有较强的相关性，其中，照明需求、热需求、冷需求、计算机及显示屏用电需求均与人员活动情况直接相关。因为人类体感对于室内舒适温度的要求较为弹性，建筑亦可被视为一种储能设备，起到一定的保温和消纳需求波动的作用。

现有含氢多能源系统运行优化方法多基于能量模型求解，所建立模型相对简单，未考虑储氢罐、电解槽、压缩机、燃料电池对氢气压力和氢气流量的限制，且未考虑系统中作为热能和冷能储存介质的水的流动方式、热交换温度限制以及水泵能耗，故对于系统的模拟不够精确，提供的调度方案也不够具体和详细。

现有含氢多能源系统运行优化方法所使用的需求预测数据多为软件模拟出的固定曲线，其需求计算方法不够明确，且需求预测阶段与运行优化阶段分离，未结合需求侧的建筑结构信息、人员活动信息进行运行优化，不能很好地对需求侧信息和建筑的保温能力加以利用。

现有多能源系统控制方法中对实时需求的满足多为使用简单的优先级来确定不同设备的出力，不能很好地解决可再生能源间断性出力、分时电价和能耗不确定性造成的供应侧与需求侧不匹配的现象，不能很好地利用储能设备来降低可再生能源损失和系统运行成本。

现有多能源系统控制方法中对各设备的控制多为对其主要设备的功率/储量的控制，对于系统中涉及的辅助设备，如换热器、水阀、水泵、散热器等缺乏具体的连接方式和控制方法描述。

发明内容

本发明提供了一种建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法及控制装置，该方法结合需求侧人员行为对建筑电-热-冷需求的影响，考虑房间热动态过程建立基于流量的模型并求解，以氢能为主要能源来满足用户的舒适度要求与负载需求，并提出了一种对原有调度策略进行快速微调以适应实时需求变化的方法，减小了需求侧不确定性带来的波动。

为达到上述目的，本发明建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法，包括以下步骤：

建筑含氢多能源系统供需协同运行优化方法，包括以下步骤：