一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，用来平抑电力系统功率波动并降低储能配置成本，属于电力系统领域。本发明专利技术包括以下步骤：(1)基于中央空调调节特性，提出了中央空调广义储能模型；(2)基于楼宇充电桩充放电特性，提出了楼宇充电桩广义储能模型；(3)提出了楼宇锂电池储能的广义储能模型；(4)提出了一种基于商业建筑负荷的广义储能两阶段优化配置方法，在平抑配电网电压波动的同时有效减少锂电池储能成本。本发明专利技术提出的储能两阶段优化配置方法基于商业建筑可调节资源，该方法能有效优化锂电池储能的配置容量，更好地解决建筑内部可调节资源能量管理问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法


[0001]本专利技术涉及一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，属于电力


技术介绍

[0002]随着全球范围内碳中和进程的推进，建筑低碳化将成为未来建筑发展演变的趋势。通过能源管理系统，商业建筑可以聚合可控负荷，参与电力系统的能源互动，以提高可再生能源的利用率以及电网的经济运行。建筑可控负荷可以通过需求响应的方式参与电能量市场，但实际上，由于其拥有类似储能的特性，我们可以采用可控负荷和储能系统的协调运行的方式，减少可再生能源波动性给电网带来的影响和锂电池储能的投资运行成本。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，该方法不同于传统的可控负荷需求响应模式，而是构建了建筑可调节资源的广义储能模型，同时构造两阶段的广义储能优化配置模型，为建筑楼宇低碳化运行提供了技术支撑。
[0004]为达到上述目标，本专利技术采用技术方案如下：
[0005]一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于中央空调调节特性，提出了中央空调广义储能模型；(2)基于楼宇充电桩充放电特性，提出了楼宇充电桩广义储能模型；(3)提出了楼宇锂电池储能的广义储能模型；(4)提出了一种基于商业建筑负荷的广义储能两阶段优化配置方法，在平抑配电网电压波动的同时有效减少锂电池储能成本。2.根据权利要求1所述的一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，其特征在于，所述步骤(1)按以下步骤进行：中央空调系统的可调参数众多，并通过冷量作为媒介相互形成联系，空调的可调量为温度和流量，包括冷冻水出水温度、冷冻水流量以及末端风机风量，可调量与电气量之间通过冷量相联系，电气量为各部分消耗的电功率以及实时可调功率，包括可上调功率与可下调功率，其中制冷机功率、冷冻水泵功率和风机功率分别受冷冻水出水温度、冷冻水流量和风机风量制约；此外，空调的电气量还受启停控制以及外部环境的影响，突然启动或停运会获得最大可调功率，室外温度、室内温度以及室内人员流动情况会对空调系统各部分的实际功率产生影响，制冷系统作为中央空调系统的冷源，与冷冻水泵和相关电机一共消耗整栋建筑近50％的电能，对于电网调度，得到制冷系统功率模型如下：的电能，对于电网调度，得到制冷系统功率模型如下：其中，为送入区域的冷量，c
a
为空气的比热容值，ε
e
为制冷机的热传递效率，EER
t
为制冷机能效比，为风机送风量，T
tsa
为送风温度，为用户区域室温，P
tch
表示制冷系统功率，每个用户区域末端都有一个空气处理单元用于冷冻水与室内空气进行热交换，得到风系统功率模型如下：系统功率模型如下：其中，P
tf
为风机电功率，c0‑3为风机的性能系数，为t时刻所有区域的风机送风量之和；每个用户区域的热参数模型如下：其中，C
l
和R
l
分别为区域热容和热阻，T
tout
表示室外温度，为区域得热量；求解上式的微分方程得到区域内空气温度的变化过程，令则上式可表示为：
根据房间热参数模型，系统稳态时，由此可得通过以下优化问题求解稳态时的送风量及送风温度：通过以上优化问题结果进一步计算系统稳态功率：P
tHVAC,s
＝P
tch,s
+P
tf,s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)其中为中央空调系统稳态时的送风温度；T
lset
为用户设定的理想温度；为稳态时的系统各区域冷量；M
a,max
为单区域制冷系统送风量最大值；T
sa,min
、T
sa,max
表示送风温度的最小最大值，P
tHVAC,s
、P
tch,s
、P
tf,s
分别表示稳态时中央空调系统总功率、制冷系统总功率和风机总功率；为计算虚拟储能模型的相关参数，中央空调系统的功率上下限通过以下优化问题求解得到：其中，δ表示区域室温与设定温度允许的最大偏差值，充放电功率上下限表示如下：其中，P
tVES,max
、P
tVES,min
分别表示虚拟储能充放电功率的最大最小值，P
tHVAC,max
、P
tHVAC,min
分别表示由前文优化求解得到的中央空调系统功率最大最小值，充放电功率表示如下：P
tVES
＝P
tHVAC
‑
P
tHVAC,s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，P
tVES
表示虚拟储能的充放电功率值，充电功率为正，放电功率为负，根据前文中房间室温变化过程，进行相应变换可以等效于虚拟储能状态变化过程：令代入整理，上式可表示为其中，各参数的表示如下：
并且X
t,l
的最大值和最小值表示如下：最后得到中央空调系统通用储能模型，得到能量转换过程如下：将用户区域1～L的储能状态变化方程加和可得令SOC
t
＝∑
l
X
t,l
，γ＝∑
l
γ
l
，则上式可转换为则上式可转换为其中，表示得到的中央空调通用储能模型储能能量值，则表示储能能量最大最小值，考虑储能功率约束：P
tVES,min
≤P
tVES
≤P
tVES,max
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)考虑储能能量约束：考虑舒适度以及房间热损失情况下，根据中央空调特性，构造得到中央空调广义储能模型如下：3.根据权利要求1所述的一种基于建筑可调节资源的广义储能两阶段优化配置方法，其特征在于，所述步骤(2)按以下步骤进行：通过电动汽车充放电技术，电动汽车可以与电网实现能量互动，楼宇充电桩作为电动汽车实现能量互动的载体，近年来也成为商业建筑的配套基础设施，对于参与电网调度的电动汽车，可以把电池的荷电状态量划分为三个部分：正常行驶状态量SOC
n
、备用行驶状态量SOC
r
和可参与调度状态量SOC
BCP
，正常行驶状态量SOC
n
用于满足用户日常的行驶需求，备
用行驶状态量SOCr是为了应对紧急突发事件而预留的，剩下的部分可以用于调度向电网放电，SOC
n
+SOC
r
+SOC
BCP
＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙璟，宋梦，高赐威，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：