【技术实现步骤摘要】
智慧楼宇用电分析的动态建模方法、系统、设备和介质
[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及智慧楼宇用电分析的动态建模方法、系统、设备和介质。
技术介绍
[0002]建筑行业占全球能源消耗的三分之一以上，城市建筑占建筑总能耗的近 90％，其中非住宅建筑占中国碳排放量的35％以上。在这种情况下，降低能源消耗、提高建筑能效对于实现中国的双碳目标起着至关重要的作用。而建立能够准确反映建筑能耗的仿真模型是深入研究建筑能耗优化的重要前提。传统的建筑能耗建模方法主要有基于物理机理和基于数据驱动的建模方法。前者可以有效地反应建筑物中热
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电转换之间的内在关系，但物理模型的高度复杂性可能导致模型精度较低。同时，多种时间相关因素，如外部环境的动态变化、建筑物内的热分布不均匀、内部连接结构状态的变化，甚至居住者的能耗行为，都可能导致室内空气焓和传热系数等参数的偏差、难以准确反映建筑的实际能耗。后者则依靠历史测量数据和机器学习算法，通过训练直接挖掘数据之间的隐式关系，建立能耗模型。这种方法的缺点主要在于它所依赖的大型数...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.智慧楼宇用电分析动态建模方法，其特征在于，步骤1：基于智慧楼宇的物理结构、用电设备的能耗特性以及建筑传热等物理机理，构建楼宇用电分析物理动态模型，并根据重要性、不可测量性和环境相关性，确定物理模型的关键参数为围护结构的传热系数和空调制冷量修正系数，步骤2：基于数据驱动，构建基于一维卷积神经网络的楼宇关键参数辨识模型，并将辨识结果回代入步骤1所述的物理模型。2.根据权利要求1所述的智慧楼宇用电分析动态建模方法，其特征在于，所述步骤1中，考虑到时变特性，收集建筑的物理结构，构建分别表示建筑物的内部单区域物理结构和内部多区域交互情况的矩阵Bg和Br：部多区域交互情况的矩阵Bg和Br：式中，ai用来存放第i个区域的区域类型，具体对应如附表1；矩阵元素cij(i<j)用来存放区域i和区域j之间的通风口情况，0表示两区域之间不存在通风口，1表示两区域之间存在通风口；矩阵元素bij(i>j)用来存放区域i和区域j之间的围护结构情况，0表示两区域之间不存在围护结构，1表示两区域之间存在围护结构。Vi用来存放第i个区域的体积(m3)；矩阵元素dij(i>j)存放区域i和区域j之间围护结构的具体信息；由于围护结构不同的类型和材质决定了其具有不同的换热系数，而其具体换热量与围护结构的换热面积也直接相关；对于涉及到太阳辐射量计算的围护结构而言，其不同的朝向又对应着不同的太阳辐射量修正系数。因此，对于一个围护结构，至少需要记录围护结构类型、材质、面积以及朝向这四个具体信息；若区域i和区域j之间存在的围护结构数目为n，则将围护结构具体信息保存为一个n行4列的矩阵，每列分别存放一个编号来记录信息；对建筑物的电气设备的功耗进行建模建筑物内的电气设备包括日间循环运行设备和日间间歇运行设备，日间循环运行设备的功耗建模如下：在每小时正常运行的条件下，功率保持pf运行tx分钟后降至零；对于白天间歇运行的设备，运行时间限制在办公楼使用时的时间段内，且当办公室无人时，该区域的所有电气设备都会关闭；日间间歇运行设备工作状态的开关状态模型和功率模型如下所示：
式中α
AC
(t)是t时刻的开关状态,0代表关闭，1代表开启，2代表待机状态。T
s
是设定温度,[ΔT1,ΔT2]代表制冷上下限，T
in
是室内温度；日间间歇运行设备分为环境关联型用电设备和事件关联型用电设备，环境关联型用电设备开关状态模型如下所示：式中，E
env
表示测得的环境光照，n
hum
表示某区域的工作人员数量；事件关联型用电设备的开关状态模型如下所示：工作时，事件关联型用电设备的功率均保持恒定，如下所示：在电
‑
热转换过程的基础上，进行建筑热动态过程建模，建立能耗模型；基于热平衡，单个区域(区域i)的动态热过程模型如下：i)的动态热过程模型如下：式中，ρ是空气密度(kg/m3),C是空气比热容(J/kg℃),V
i
是区域i的空气体积，T
i,in
表示室内温度，Q
i,sum
表示全部的交换热量，Q
i,sun
表示该区域内的太阳辐射热量,Q
i,human
表示该区域内的人员总散热量,Q
i,water
表示该区域内的热水壶总散热量,Q
i,light
表示...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈沛凌，叶宇剑，胡健雄，王洪儒，殷勇高，汤奕，韩啸，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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