具有经济负载需求响应（ELDR）优化的建筑物能量优化系统技术方案

一种用于建筑物的能量成本优化系统包括HVAC设备和控制器，所述HVAC设备被配置用于在所述建筑物内进行操作。所述控制器被配置用于根据所述HVAC设备的一个或多个电负载而生成限定在优化时段上操作所述HVAC设备的成本的成本函数。所述控制器被进一步配置用于生成参与小时。所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时。所述控制器被进一步配置用于基于所述参与小时生成ELDR项，所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入。所述控制器被进一步配置用于修改所述成本函数以包括所述ELDR项以及使用所述经修改成本函数来执行优化以确定对于所述参与小时中的每个小时的最佳电负载。

【技术实现步骤摘要】
具有经济负载需求响应(ELDR)优化的建筑物能量优化系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月7日提交的美国专利申请号15/616,616的权益和优先权，所述申请的全部披露通过援引并入本文。
技术介绍
本披露总体上涉及用于建筑物、建筑物集合或中央设施的能量成本优化系统。本披露更具体地涉及一种考虑了从参与基于激励的需求响应(IBDR)项目生成的收入的能量成本优化系统。IBDR项目包括各种基于激励的项目，如频率调节(FR)和经济负载需求响应(ELDR)。典型地，ELDR项目由区域输电组织(RTO)和/或独立系统运营商(ISO)来运营。RTO和/或ISO可以奖励客户以便在一天的某些小时内减少其电负载。RTO和/或ISO可以用出价系统进行操作，在所述出价系统中各个客户与RTO和/或ISO一起定出价，以在选定小时期间减少客户电负载。基于所接收到的出价，RTO和/或ISO可以将奖励小时分派给各个客户。参与ELDR项目的客户可以在奖励小时(即，客户已经出价并被奖励的小时)期间由RTO和/或ISO基于客户的电负载来进行奖励或惩罚。客户可以在其出价中包括缩减量。缩减量可以是客户将相对于基线负载减少其电负载的量。如果客户在奖励小时期间根据他们的出价来缩减他们的电负载，则客户将得到补偿。但是，如果客户在奖励小时期间没有根据他们的出价来缩减他们的电负载，则客户将受到惩罚。
技术实现思路
本披露的一种实施方式是一种用于建筑物的能量成本优化系统。所述系统包括：HVAC设备，所述HVAC设备被配置用于在建筑物内进行操作；以及控制器。所述控制器被配置用于：根据所述HVAC设备的一个或多个电负载设定值而生成限定在优化时段上操作所述HVAC设备的成本的成本函数。电负载设定值是所述成本函数的决策变量、并且是对于所述优化时段中的每个小时的设定值。所述控制器被进一步配置用于生成参与小时。所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时。所述控制器被进一步配置用于基于所述参与小时来生成ELDR项。所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入。所述控制器被进一步配置用于修改所述成本函数以包括所述ELDR项以及使用所述经修改成本函数来执行优化以确定对于所述参与小时中的每个小时的最佳电负载设定值。在一些实施例中，所述控制器被配置用于通过以下各项来生成用于参与所述ELDR项目的出价：对于所述参与小时中的每个小时从客户基线负载(CBL)中减去所述最佳电负载设定值；以及生成所述出价以作为所述参与小时中排除某些小时之后的参与小时。在一些实施例中，所述某些小时是所述CBL与所述最佳电负载设定值之间的差值小于或等于零时的小时。所述控制器可以被进一步配置用于将所述出价发送至激励项目。在一些实施例中，所述控制器被配置用于使所述HVAC设备基于从所述激励项目接收到的奖励参与小时和所述最佳电负载进行操作。在一些实施例中，所述控制器被配置用于通过在所述成本函数中将参与所述ELDR项目表示为电费率调整来修改所述成本函数以包括所述ELDR项。所述电费率调整可以取决于所述参与小时、CBL、所预测日前节点边际价格(locationalmarginalprice，LMP)、以及所预测实时LMP中的至少一个。在一些实施例中，所述控制器被配置用于使用所述经修改成本函数来执行所述优化，以基于所述电费率调整来确定对于所述参与小时中的每个小时的所述最佳电负载。在一些实施例中，所述控制器被配置用于从激励项目接收净收益测试(NBT)、LMP、以及实时LMP。所述控制器可以被进一步配置用于通过将NBT与基于一个或多个所接收日前LMP的所预测日前LMP和基于一个或多个所接收实时LMP的所预测实时LMP进行比较来生成所述参与小时。在一些实施例中，所述控制器被配置用于通过以下各项来生成所述参与小时：将NBT与所预测日前LMP和所预测实时LMP进行比较；确定对于事件开始小时和事件结束小时使方程最小化的值；以及确定所述参与小时是在所述事件开始小时与所述事件结束小时之间的小时。在一些实施例中，所述方程包括客户基线负载(CBL)、所预测实时LMP、以及所预测电负载中的至少一个。在一些实施例中，所述参与小时被用作用于使所述方程最小化的搜索空间、并且是通过将所述NBT与所述所预测日前LMP和所述所预测实时LMP中的一个或两个进行比较而生成的小时。在一些实施例中，所述CBL取决于所述事件开始小时和所述事件结束小时。所述CBL可以是当日CBL和对称加性调整(SAA)CBL中的至少一个。在一些实施例中，所述CBL是SAACBL，并且所述控制器被配置用于通过以下各项来确定所述SAACBL：如果所述参与小时发生在工作日，则将平均电负载确定为在所述参与小时之前的最近发生的五个工作日中的四个工作日的平均电负载；如果所述参与小时发生在周末或假日，则将所述平均电负载确定为最近发生的三个周末或假日中的两个周末或假日的平均电负载；基于在所述事件开始小时之前一个小时之前的连续三个小时的所预测电负载来确定调整；以及将所述SAACBL确定为所述平均电负载与所述调整的总和。在一些实施例中，所述CBL是当日CBL。在一些实施例中，所述控制器被配置用于基于在所述参与小时之前一个小时之前的连续三个小时的所预测电负载和在所述参与小时之后一个小时之后的连续两个小时的所预测电负载来确定所述当日CBL。在一些实施例中，所述参与小时是对于多个小时的一和零构成的向量，一指示对于特定小时参与所述ELDR项目，而零指示对于特定小时不参与所述ELDR项目。在一些实施例中，所述经修改成本函数将参与所述ELDR项目表示为电费率调整。本披露的另一实施方式是一种用于优化建筑物的能量成本的方法。所述方法包括：根据HVAC设备的一个或多个电负载而生成限定在优化时段上操作HVAC设备的成本的成本函数。所述电负载是所述成本函数的决策变量、并且包括对于所述优化时段中的每个小时的电负载。所述方法进一步包括生成参与小时，所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时。所述方法进一步包括基于所述参与小时来生成ELDR项。所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入。所述方法进一步包括修改所述成本函数以包括所述ELDR项以及使用所述经修改成本函数来执行优化以确定对于所述参与小时中的每个小时的最佳电负载。在一些实施例中，所述方法进一步包括通过以下各项来生成用于参与所述ELDR项目的出价：对于所述参与小时中的每个小时从客户基线负载(CBL)中减去所述最佳电负载；以及生成所述出价以作为所述参与小时中排除某些小时之后的参与小时。在一些实施例中，所述某些小时是所述CBL与所述最佳电负载之间的差值小于或等于零时的小时。在一些实施例中，所述方法进一步包括将所述出价发送至激励项目。在一些实施例中，所述方法进一步包括使所述HVAC设备基于所述奖励参与小时和所述最佳电负载设定值进行操作。在一些实施例中，所述经修改成本函数将参与所述ELDR项目表示为电费率调整。在一些实施例中，修改所述成本函数以包括所述ELDR项包括在所述成本函数中将参与所述ELDR项目表示为电费率调整。所述电费率调整可以取决于所述参与小时、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于建筑物的能量成本优化系统，所述系统包括：HVAC设备，所述HVAC设备被配置用于在所述建筑物内进行操作；以及控制器，所述控制器被配置用于：根据所述HVAC设备的一个或多个电负载而生成限定在优化时段上操作所述HVAC设备的成本的成本函数，其中，所述电负载是所述成本函数的决策变量并且包括对于所述优化时段的每个小时的电负载；生成参与小时，其中，所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时；基于所述参与小时生成ELDR项，其中，所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入；修改所述成本函数以包括所述ELDR项；以及使用所述经修改成本函数来执行优化，以确定对于所述参与小时的每个小时的最佳电负载。

【技术特征摘要】
2017.06.07 US 15/616,6161.一种用于建筑物的能量成本优化系统，所述系统包括：HVAC设备，所述HVAC设备被配置用于在所述建筑物内进行操作；以及控制器，所述控制器被配置用于：根据所述HVAC设备的一个或多个电负载而生成限定在优化时段上操作所述HVAC设备的成本的成本函数，其中，所述电负载是所述成本函数的决策变量并且包括对于所述优化时段的每个小时的电负载；生成参与小时，其中，所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时；基于所述参与小时生成ELDR项，其中，所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入；修改所述成本函数以包括所述ELDR项；以及使用所述经修改成本函数来执行优化，以确定对于所述参与小时的每个小时的最佳电负载。2.如权利要求1所述的能量成本优化系统，其中，所述控制器被配置用于：通过以下各项来生成用于参与所述ELDR项目的出价：对于所述参与小时的每个小时从客户基线负载(CBL)中减去所述最佳电负载；以及生成所述出价以作为所述参与小时中排除某些小时之后的参与小时，其中，所述某些小时是所述CBL与所述最佳电负载之间的差值小于或等于零时的小时；将所述出价发送至激励项目；以及使所述HVAC设备基于从所述激励项目接收到的奖励参与小时和所述最佳电负载进行操作。3.如权利要求1所述的能量成本优化系统，其中，所述控制器被配置用于：通过在所述成本函数中将参与所述ELDR项目表示为电费率调整来修改所述成本函数以包括所述ELDR项，其中，所述电费率调整取决于所述参与小时、CBL、所预测日前节点边际价格(LMP)、以及所预测实时LMP中的至少一个；以及使用所述经修改成本函数来执行所述优化，以基于所述电费率调整来确定对于所述参与小时中的每个小时的所述最佳电负载。4.如权利要求1所述的能量成本优化系统，其中，所述控制器被配置用于：从激励项目接收净收益测试(NBT)、日前LMP、以及实时LMP；以及通过将所述NBT与以下各项进行比较来生成所述参与小时：基于一个或多个所接收日前LMP的所预测日前LMP；以及基于一个或多个所接收实时LMP的所预测实时LMP。5.如权利要求1所述的能量成本优化系统，其中，所述参与小时是对于多个小时的一和零构成的向量，其中，一指示对于特定小时参与所述ELDR项目，而零指示对于特定小时不参与所述ELDR项目。6.如权利要求1所述的能量成本优化系统，其中，所述控制器被配置用于通过以下各项来生成所述参与小时：将NBT与所预测日前LMP和所预测实时LMP中的一个或两个进行比较；确定对于事件开始小时和事件结束小时使方程最小化的值，其中，所述方程包括客户基线负载(CBL)、所预测实时LMP、以及所预测电负载中的至少一个，其中，所述参与小时被用作用于使所述方程最小化的搜索空间、并且是通过将所述NBT与所述所预测日前LMP和所述所预测实时LMP中的一个或两个进行比较而生成的小时；以及确定所述参与小时是在所述事件开始小时与所述事件结束小时之间的小时。7.如权利要求6所述的能量成本优化系统，其中，所述CBL取决于所述事件开始小时和所述事件结束小时，其中，所述CBL是当日CBL和对称加性调整(SAA)CBL中的至少一个。8.如权利要求6所述的能量成本优化系统，其中，所述CBL是SAACBL，并且所述控制器被配置用于通过以下各项来确定所述SAACBL：如果所述参与小时发生在工作日，则将平均电负载确定为在所述参与小时之前的最近发生的五个工作日中的四个工作日的平均电负载；如果所述参与小时发生在周末或假日，则将所述平均电负载确定为最近发生的三个周末或假日中的两个周末或假日的平均电负载；基于在所述事件开始小时之前一个小时之前的连续三个小时的所预测电负载来确定调整；以及将所述SAACBL确定为所述平均电负载与所述调整的总和。9.如权利要求6所述的能量成本优化系统，其中，所述CBL是当日CBL；其中，所述控制器被配置用于基于在所述参与小时之前一个小时之前的连续三个小时的所预测电负载和在所述参与小时之后一个小时之后的连续两个小时的所预测电负载来确定所述当日CBL。10.一种用于优化建筑物的能量成本的方法，所述方法包括：根据所述HVAC设备的一个或多个电负载而生成限定在优化时段上操作HVAC设备的成本的成本函数，其中，所述电负载是所述成本函数的决策变量并且包括对于所述优化时段中的每个小时的电负载；生成参与小时，其中，所述参与小时指示所述HVAC设备将参与经济负载需求响应(ELDR)项目的一个或多个小时；基于所述参与小时生成ELDR项，其中，所述ELDR项指示通过参与所述ELDR项目而生成的收入；修改所述成本函数以包括所述ELDR项；以及使用所述经修改成本函数来执行优化，以确定对于所述参与小时中的每个小时的最佳电负载。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法进一步包括：通过以下各项来生成用于参与所述ELDR项目的出价：对于所述参与小时中的每个小时从客户基线负载(CBL)中减去所述最佳电负载；以及生成所述出价以作为所述参与小时中排除某些小时之后的参与小时，其中，所述某些小时是所述CBL与所述最佳电负载之间的差值小于或等于零时的小时；将所述出价发送至激励项目...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·N·埃尔布萨特，迈克尔·J·文策尔，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US