房屋电热负荷需求响应模型的建模方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种房屋电热负荷需求响应模型的建模方法及装置，属于电气工程领域，方法包括：由房屋形体系数、围护结构平均隔热系数、单位体积空气的热容、换气次数、室内高度、当前时刻室外温度和当前时刻室内温度，得到房屋单位面积的热力需求；将上一时刻到当前时刻建筑物热容的变化设置为被动热力存储项，将上一时刻到当前时刻蓄热装置存储热量的变化设置为主动蓄热项；基于热源输出功率、被动热力存储项、主动蓄热项和房屋单位面积的热力需求，以及热源输出功率、蓄热装置输出功率、蓄热装置容量和室内温度所满足的约束条件，构建房屋电热负荷需求响应模型。有助于合理安排电热负荷的有序充电，提升能源系统资源配置效率。提升能源系统资源配置效率。提升能源系统资源配置效率。

【技术实现步骤摘要】
房屋电热负荷需求响应模型的建模方法及装置


[0001]本专利技术属于电气工程领域，更具体地，涉及一种房屋电热负荷需求响应模型的建模方法及装置。

技术介绍

[0002]我国北方地区在冬季的供暖需求量很大，对热泵、电采暖等热源设备的依赖度非常高。然而，对热源供热功率调节的随意性容易引起房屋内用户体感的不适，并且，在热源、蓄热装置的无序用电下，用电负荷峰值急剧升高，浪费了负荷谷段电网的容量，导致电源和电网的投资低效，降低了能源系统资源配置的效率。
[0003]因此，为了合理安排电热负荷的有序充电，实现利用低谷负荷充电的目标，避免电源和电网的低效投资，迫切需要一种精细描述屋内热力平衡的电热负荷需求响应模型，来从根本上提高电热负荷的调度精度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种房屋电热负荷需求响应模型的建模方法及装置，其目的在于提供一种考虑房屋被动热力存储和主动蓄热能力的房屋电热负荷需求响应模型，以解决房屋内热力平衡描述粗糙而不能对电热负荷进行精确调度的问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，包括：S1，由房屋形体系数、围护结构平均隔热系数、单位体积空气的热容、换气次数、室内高度、当前时刻室外温度和当前时刻室内温度，得到房屋单位面积的热力需求；S2，将上一时刻到当前时刻建筑物热容的变化设置为被动热力存储项，将上一时刻到当前时刻蓄热装置存储热量的变化设置为主动蓄热项；S3，基于热源输出功率、所述被动热力存储项、所述主动蓄热项和所述房屋单位面积的热力需求，以及热源输出功率、蓄热装置输出功率、蓄热装置容量和室内温度所满足的约束条件，构建房屋电热负荷需求响应模型。
[0006]更进一步地，所述房屋单位面积的热力需求为：其中，为所述房屋单位面积的热力需求，为所述房屋形体系数，为所述围护结构平均隔热系数，为所述单位体积空气的热容，为所述换气次数，为所述室内高度，为所述当前时刻室外温度，为所述当前时刻室内温度。
[0007]更进一步地，所述被动热力存储项为：
其中，为所述被动热力存储项，为围护结构总热容，为当前时刻建筑物热容，为上一时刻建筑物热容。
[0008]更进一步地，所述主动蓄热项为：其中，为所述主动蓄热项，为当前时刻蓄热装置存储热量，为上一时刻蓄热装置存储热量。
[0009]更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：更进一步地，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：其中，为所述被动热力存储项，为所述主动蓄热项，为热源的供热输出功率，为所述房屋单位面积的热力需求，为热源的最大供热输出功率，为蓄热装置的供热输出功率，为蓄热装置的最大供热输出功率，为当前时刻蓄热装置存储热量，为上一时刻蓄热装置存储热量，为蓄热装置的最小存储热量，为蓄热装置的最大存储热量，为设定温度，为最大温度下降偏移量，为最大温度上升偏移量，为当前时刻室内温度。
[0010]更进一步地，构建所述房屋电热负荷需求响应模型之后还包括：基于所述房屋电热负荷需求响应模型进行热力优化，所述热力优化以用电峰值与用电谷值之间的差值最小为优化目标；根据优化结果控制房屋中电热负荷的充电。
[0011]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种房屋电热负荷需求响应模型的建模装置，包括：热力需求模块，用于由房屋形体系数、围护结构平均隔热系数、单位体积空气的热容、换气次数、室内高度、当前时刻室外温度和当前时刻室内温度，得到房屋单位面积的热力需
求；主被动储热模块，用于将上一时刻到当前时刻建筑物热容的变化设置为被动热力存储项，将上一时刻到当前时刻蓄热装置存储热量的变化设置为主动蓄热项；模型构建模块，用于基于热源输出功率、所述被动热力存储项、所述主动蓄热项和所述房屋单位面积的热力需求，以及热源输出功率、蓄热装置输出功率、蓄热装置容量和室内温度所满足的约束条件，构建房屋电热负荷需求响应模型。
[0012]更进一步地，还包括：优化控制模块，用于基于所述房屋电热负荷需求响应模型进行热力优化，所述热力优化以用电峰值与用电谷值之间的差值最小为优化目标；根据优化结果控制房屋中电热负荷的充电。
[0013]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：提供了一种考虑房屋被动热力存储和主动蓄热能力的电热负荷需求响应模型的建模方法，基于对房屋热力耗散、建筑物热容变化、热源和蓄热装置以及总体热量平衡进行精细建模，综合考虑建筑物围护结构、热源和蓄热装置等，建立考虑房屋被动热力存储和主动蓄热能力的电热负荷需求响应模型，解决屋内热力平衡描述粗糙而不能对电热负荷进行精确调度的问题，有助于合理安排电热负荷的有序充电，实现利用低谷负荷充电的目标，降低负荷峰值大小，从而避免来自电源和电网的低效投资，提升能源系统资源配置效率。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法的流程图。
[0015]图2为本专利技术实施例提供的考虑房屋被动热力存储和主动蓄热能力的房屋结构图。
[0016]图3为本专利技术实施例提供的东北某地区典型气温曲线、风电容量因子曲线和负荷曲线图。
[0017]图4为本专利技术实施例提供的基准情景、被动式情景、被动+主动式情景下居民总用电负荷的曲线图。
[0018]图5为本专利技术实施例提供的房屋电热负荷需求响应模型的建模装置的框图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]在本专利技术中，本专利技术及附图中的术语“第一”、“第二”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法的流程图。参阅图1，结合图2
‑
图4，对本实施例中房屋电热负荷需求响应模型的建模方法进行详细说明，方法包括操作S1
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操作S3。
[0022]操作S1，由房屋形体系数、围护结构平均隔热系数、单位体积空气的热容、换气次数、室内高度、当前时刻室外温度和当前时刻室内温度，得到房屋单位面积的热力需求。
[0023]本专利技术实施例中考虑房屋被动热力存储和主动蓄热能力的房屋结构如图2所示，
该房屋结构中，包括热源和蓄热装置。热源例如为热泵、电采暖等设备；蓄热装置可以将热源产生的暂时不用或多余的热量储存起来，并在需要时再释放出来加以利用。
[0024]北方冬季供暖时期，假设要求室内温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，其特征在于，包括：S1，由房屋形体系数、围护结构平均隔热系数、单位体积空气的热容、换气次数、室内高度、当前时刻室外温度和当前时刻室内温度，得到房屋单位面积的热力需求；S2，将上一时刻到当前时刻建筑物热容的变化设置为被动热力存储项，将上一时刻到当前时刻蓄热装置存储热量的变化设置为主动蓄热项；S3，基于热源输出功率、所述被动热力存储项、所述主动蓄热项和所述房屋单位面积的热力需求，以及热源输出功率、蓄热装置输出功率、蓄热装置容量和室内温度所满足的约束条件，构建房屋电热负荷需求响应模型。2.如权利要求1所述的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，其特征在于，所述房屋单位面积的热力需求为：其中，为所述房屋单位面积的热力需求，为所述房屋形体系数，为所述围护结构平均隔热系数，为所述单位体积空气的热容，为所述换气次数，为所述室内高度，为所述当前时刻室外温度，为所述当前时刻室内温度。3.如权利要求1所述的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，其特征在于，所述被动热力存储项为：其中，为所述被动热力存储项，为围护结构总热容，为当前时刻建筑物热容，为上一时刻建筑物热容。4.如权利要求1所述的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，其特征在于，所述主动蓄热项为：其中，为所述主动蓄热项，为当前时刻蓄热装置存储热量，为上一时刻蓄热装置存储热量。5.如权利要求1所述的房屋电热负荷需求响应模型的建模方法，其特征在于，所述房屋电热负荷需求响应模型包括：电热负荷需求响应模型包括：电热负荷需求响应模型包括：
其中，为所述被动热力存储项，为所述主动蓄热项，为热源的供热输出功率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新宇，金天昱，文劲宇，尚国政，郑博文，曹阳，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：