基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法技术

本申请属于能源利用技术领域，尤其涉及一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法。热电联供机组(CHP)因为其热电联产模式，能源利用效率远高于单独产热或产电的机组。但是CHP机组的建筑物热电调度存在着准确度差、效率不高且浪费资源的问题。本申请提供一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，每隔Δt调度一次，类似于变频效果，可使CHP机组与现实情况中的室外环境温度高度配合，满足了建筑物供热的需求的同时避免资源浪费，更具经济性，本申请使CHP机组天然气消耗量的质量流速调度更加精确，节约成本同时对环境更友好，适于在行业内推广应用。

Building thermal power dispatch method based on flexible dynamic heat balance

【技术实现步骤摘要】
基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法
本申请涉及能源利用
，尤其涉及一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法。
技术介绍
热电联供机组(CHP)因为其热电联产模式，能源利用效率远高于单独产热或产电的机组。因此以CHP机组为核心，构建分布式综合能源系统，满足区域供热和部分的供电需求已经成为一个切实可行的能源供应推广方案。而其中核心为热电联合调度的方法，合理的热电联合调度方法，在满足供热供电需求的同时，能够节约化石能源，具有良好的环境效益和经济效益。综合能源系统组成复杂，耦合元件较多，各个能源子系统之间的研究方法、时间尺度、系统惯性等差异显著，联合调度难度较大。在目前热电联合优化调度的研究中，热负载一般假定认为是已知的，在实际运行中热负荷也大多为估计值；而现有研究中对于具体热负载的物理模型，以及热负荷与外界环境温度之间的变化关系并没有详细阐述，这不利于热电联合优化调度结果的准确性。考虑到人体期望的舒适室内温度，基于静态的热平衡等式，通过采取较小的仿真时长，并考虑建筑物室内温度与室外温度差所带来的热耗散，提出建筑物的动态热平衡模型，以反映热负荷的动态变化过程，以及建筑物自身所具有的一定储热特性，该储热特性可以为热电联合调度提供一定的柔性，在此基础上将热能和电能的供需协同优化统一在一个优化框架中。以便解决现有的热电联合调度方案准确度差、效率不高的问题。
技术实现思路
本申请提供了一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，以解决现有的热电联合调度方案准确度差、效率不高的问题。r>本申请采用的技术方案如下：一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，包括以下步骤：设定调度时间间隔Δt，设定建筑物室内温度Tin,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定建筑物室外温度Tout,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定舒适温度Tin，其中，和分别为舒适温度的下限和上限；根据建筑物室内温度Tin,t0+nΔt和建筑物室外温度Tout,t0+nΔt，求解建筑物热耗散功率，公式如下：Ph_out,t0+nΔt＝KS(Tin,t0+nΔt-Tout,t0+nΔt)β(n＝0，1，…)式中，Ph_out,t0+nΔt为t0+nΔt时刻下的建筑物热耗散功率，K为围栏结构传热系数，S为围栏结构的面积，β为耗散修正系数；根据建筑物室内温度在两个相距Δt时刻之间变化所需要的动态热量与CHP机组输出的热功率及建筑物耗散热功率之间的等式关系，求解CHP机组输出的热功率Pchp_h,t0+nΔt，公式如下：式中，CM为等效的建筑物比热容与质量乘积；根据固定热电比CHP机组消耗的天然气与产生的电功率以及热功率的关系式：K1MNG,t0+nΔt＝aPchp_e,t0+nΔt+b(n＝0，1，···)K2Pchp_e,t0+nΔt＝Pchp_h,t0+nΔt(n＝0，1，···)式中，K1(MWs/kg)为单位天然气的热值，a以及b为CHP机组能源转换系数，K2为机组的固定热电比，Pchp_e,t0+nΔt(kW)和Pchp_h,t0+nΔt(kW)分别为CHP机组在t0+nΔt时刻输出的电功率和热功率，求解CHP机组天然气消耗量的质量流速MNG,t0+nΔt(kg/s)，得出在t0+nΔt时刻的CHP机组天然气消耗量的质量流速的范围如下：可选的，如果CHP机组产生的电功率大于建筑物消耗的电功率，则CHP机组以天然气消耗量的质量流速运行，如果CHP机组产生的电功率小于建筑物消耗的电功率，则CHP机组以天然气消耗量的质量流速运行，如果建筑物消耗的电功率处于CHP机组产生的电功率范围内，则CHP机组以产生与建筑物消耗的电功率相同的电功率运行。可选的，所述调度时间间隔Δt的时间尺度为分钟级。可选的，所述调度时间间隔Δt为10分钟。可选的，所述建筑物室外温度Tout,t0+nΔt为短期气象预报在t0+nΔt至t0+nΔt+Δt时间段的室外预测温度。可选的，所述调度时间间隔Δt＝30s。可选的，所述CM为等效的建筑物比热容与质量乘积，所述等效的建筑物包括建筑本身以及建筑内空气。本申请采用的技术方案有益效果如下：本申请通过设定调度时间间隔Δt，每隔Δt调度一次，从而避免了固定的CHP机组运作参数造成的资源浪费；根据建筑物室内温度和建筑物室外预测温度，由于建筑物室外预测温度在一天中总在不断的变化过程中，通过建筑物室内温度动态变化所需要的热量与CHP机组输入热功率以及建筑物耗散热功率之间的关系式，可精确测量达到室内舒适温度所需要的CHP机组运作参数，从而更高效地完成建筑物热电调度。由于室内舒适温度为一个温度区间，因此CHP机组运作参数也存在一个调节区间或者调节窗口，体现出调度热负荷的柔性以及弹性；再通过CHP机组产生电功率与建筑物消耗的电功率的大小比较约束，确定最佳的CHP机组调度的运作参数，即确定CHP机组天然气消耗量的质量流速。本申请通过每间隔Δt调度一次CHP机组运作参数，类似于变频效果，可更加与现实情况中的室外温度动态配合，满足了建筑物供热的需求的同时避免资源浪费，更具经济性，CHP机组天然气消耗量的质量流速调度更加精确。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例的流程框图；图2为本申请实施例的调度示意图。具体实施方式下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。参见图1和图2，以便于理解下述本申请实施例的技术方案。本申请提供的一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，包括以下步骤：S101,设定调度时间间隔Δt，设定建筑物室内温度Tin,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定建筑物室外温度Tout,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定舒适温度Tin，其中，和分别为舒适温度的下限和上限；S102,根据建筑物室内温度Tin,t0+nΔt和建筑物室外温度Tout,t0+nΔt，求解建筑物热耗散功率，公式如下：Ph_out,t0+nΔt＝KS(Tin,t0+nΔt-Tout,t0+nΔt)β(n＝0，1，…)式中，Ph_out,t0+nΔt为t0+nΔt时刻下的建筑物热耗散功率，K为围栏结构传热系数，S为围栏结构的面积，β为耗散修正系数；S103,根据建筑物室内温度在两个相距Δt时刻之间变化所需要的动态热量与CHP机组输出的热功率及建筑物耗散热功率之间的等式关系，求解CHP机组输出的热功率Pchp_h,t0+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n设定调度时间间隔Δt，设定建筑物室内温度T

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
设定调度时间间隔Δt，设定建筑物室内温度Tin,t0+nΔtTin,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定建筑物室外温度Tout,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定舒适温度Tin，其中，和分别为舒适温度的下限和上限；
根据建筑物室内温度Tin,t0+nΔt和建筑物室外温度Tout,t0+nΔt，求解建筑物热耗散功率，公式如下：
Ph_out,t0+nΔt＝KS(Tin,t0+nΔt_Tout,t0+nΔt)β(n＝0，1，…)
式中，Ph_out,t0+nΔt为t0+nΔt时刻下的建筑物热耗散功率，K为围栏结构传热系数，S为围栏结构的面积，β为耗散修正系数；
根据建筑物室内温度在两个相距Δt时刻之间变化所需要的动态热量与CHP机组输出的热功率及建筑物耗散热功率之间的等式关系，求解CHP机组输出的热功率Pchp_h,t0+nΔt，公式如下：



式中，CM为等效的建筑物比热容与质量乘积；
根据固定热电比CHP机组消耗的天然气与产生的电功率以及热功率的关系式：
K1MNG,t0+nΔt＝aPchp_e,t0+nΔt+b(n＝0，1，…)
K2Pchp_e,t0+nΔt＝Pchp_h,t0+nΔt(n＝0，1，…)
式中，K1(MWs/kg)为单位天然气的热值，a以及b为CHP机组能源转换系数，K2为机组的固定热电比，Pchp_e,t0+nΔt(kW)和Pchp_h,t0+nΔt(kW)分别为CHP机组在t0+nΔt...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海，苏适，李翔，严玉廷，杨洋，张旭东，李耀华，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53