一种基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法，首先针对系统构建以系统运行费用为目标函数的建筑能源系统的优化调度模型，模型需遵从对应的约束条件；其次对优化调度模型进行线性化处理；其次依次进行构建ARX模型、对ARX模型做参数辨识、确定模型选择标准以实现对ARX模型的训练和验证；接着计算所提出不同温度设定方案下的FIT值，以FIT值校验模型预测精度；借助ARX模型及优化调度模型实现建筑动态蓄热在建筑能源系统灵活供能处理。本发明专利技术ARX模型可很好地预测建筑动态冷负荷需求，同时基于混合储能技术能有效降低建筑供能系统的运行费用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法
本专利技术涉及建筑能源供给技术，尤其涉及一种基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法。技术背景随着全球能源需求的增长及化石能源地枯竭，可再生能源被越来越多地开发及利用。而可预见的大量可再生能源系统的配置将会严重威胁能源网络的稳定性。由于能源供给及需求需要实时平衡，而可再生能源总是不确定的，因此高比例的可再生能源渗透问题将会面临挑战。为了提高可再生能源消纳比例，保证供给与需求的实时平衡，灵活能源技术越来越多地被应用在能源系统的调度及调控过程中。在众多的灵活供能技术中，建筑及热网已经存在于供能系统中，因此并不需要二次投资及运行维护，所以越来越多的研究关注于建筑在能源系统中的灵活性潜力。为了实施建筑能源系统的灵活性，首先要构建建筑热动态模型。目前，大量建筑性能仿真平台被用于建筑灵活性潜力的预测之中。目前，常用RC灰箱模型、ARX模型、NARX模型预测建筑室内温度。相对于灰箱模型，ARX及NARX模型表现出更好的拟合优度，特别是ARX模型。由此可见，拟合优度并不是随着模型复杂度增加而增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法，其特征在于，包括步骤：/n(1)构建建筑能源系统的优化调度模型，明确冷量平衡约束，电力平衡约束，设备模型及运行约束；/n(2)对优化调度模型进行线性化处理；/n(3)依次进行构建用于描述建筑动态蓄能过程的ARX模型用于预测建筑动态冷负荷需求、对ARX模型做参数辨识、确定模型选择标准以实现对ARX模型的训练和验证；/n(4)提出多类室内温度设定方案，计算所提出不同温度设定方案下的FIT值，采用拟合优度评价ARX模型的预测精度，校验ARX模型的预测精度；/n(5)结合ARX模型预测的建筑动态冷负荷需求，利用建筑能源系统的优化调度模型计算由储电设备与...

【技术特征摘要】
1.基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法，其特征在于，包括步骤：
(1)构建建筑能源系统的优化调度模型，明确冷量平衡约束，电力平衡约束，设备模型及运行约束；
(2)对优化调度模型进行线性化处理；
(3)依次进行构建用于描述建筑动态蓄能过程的ARX模型用于预测建筑动态冷负荷需求、对ARX模型做参数辨识、确定模型选择标准以实现对ARX模型的训练和验证；
(4)提出多类室内温度设定方案，计算所提出不同温度设定方案下的FIT值，采用拟合优度评价ARX模型的预测精度，校验ARX模型的预测精度；
(5)结合ARX模型预测的建筑动态冷负荷需求，利用建筑能源系统的优化调度模型计算由储电设备与建筑动态蓄能组合成的多种方案下建筑能源系统的运行费用，最终实现建筑能源系统灵活供能配置。


2.根据权利要求1所述基于混合储能技术的建筑需求侧能源供给技术方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为，以系统运行费用为目标函数构建用于系统优化调度的优化调度模型，目标函数如下；



式中，为电网购电的费用，为光伏发电系统及供冷系统的维护费用，εPV为光伏维护成本系数；为光伏发电功率；εCS为冷机维护成本系数；为冷机制冷量；代表τ时刻的建筑与电网的联络线功率，表功率上限值；代表τ时刻的电网分时电价；Δτ为持续时间；
优化调度模型需满足冷量平衡约束与电力平衡约束；冷量平衡约束，采用下式：



CLτ＝f(Tdry,RH,SR,Occu,Equip,Troom)
式中，代表第i台冷水机组τ时刻的制冷功率；CLτ为建筑τ时刻的冷负荷；Tdry,RH,SR,Occu,Equip,Troom为影响建筑冷负荷的随机因素及可控变量，分别代表干球温度、相对湿度、太阳辐射强度、设备使用计划、人员活动规律及室内设定温度；
电力平衡约束，采用下式表示：



式中，分别表示τ时刻的第i台制冷机组耗电功率，第i台冷却塔耗电功率，第i台冷却水泵耗电功率以及第i台冷冻水泵耗电功率；ELτ代表建筑内τ时刻非空调设备耗电功率；分别代表τ时刻与电网、光伏发电系统的交互功率；分别为τ时刻的蓄电池充电及放电功率；
离心式冷水机组模型及约束表示如下：






Tci,τ＝Twb+4



式中，表示冷水机组标准工况下冷水机组COP；Teo,τ,Tci,τ,Twb分别为冷冻水出水温度、冷却水进水温度以及环境湿球温度；λ1i,λ2i,λ3i为系数；冷水机组制冷量存在一个容量上限约束及容量下限约束,表示如下：



式中，为表征机组启停状态的二元变量，机组开启，等于1，机组关闭等于0，表示冷水机组的额定制冷量；
水泵及冷却塔模型及约束如下所示：









式中，为冷却塔额定功率，kW；为冷却塔额定冷却量；均为拟合系数；为水泵额定流量，为水泵流量；cp水的比热；
光伏模型及约束如下所示：



式中，NPV为屋顶光伏组件数量；为测试工况下单光伏组件的发电功率；SRτ为光照强度；为测试工况下的光照强度；ηc为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田喆，牛纪德，甄成，祝捷，岳麓，文丽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12