建筑区域柔性用能资源调节系统及调节方法技术方案

本发明专利技术涉及一种建筑区域柔性用能资源调节系统及调节方法，该系统包括：电力调节信号处理器，被配置为对获取的电力调节信号进行处理，获得建筑区域设定时间内的总功率指令值；功率优化分配器，被配置为将总功率指令值分解为分项功率指令值；建筑区域柔性用能资源系统，被配置为基于分项功率指令值对建筑区域柔性用能资源系统中的各被控对象的功率进行追踪调节。本发明专利技术以建筑或园区为整体接收电力调节信号并参与需求响应调节，能够解决电网与海量分布式柔性用能资源建立联系的技术和机制困难，并依据用户评价预测值优化调度柔性用能资源，实现建筑区域柔性用能和服务质量之间的平衡。平衡。平衡。

【技术实现步骤摘要】
建筑区域柔性用能资源调节系统及调节方法


[0001]本专利技术是关于一种基于用户评价的建筑区域柔性用能资源调节系统及调节方法，涉及低压配电网能量调度


技术介绍

[0002]发展以风电、光电等可再生能源为主导的新型电力系统至关重要。其中，最主要的困难是解决发电与用电之间的时间不匹配问题，这对储能及柔性用能资源提出了重大需求。电化学储能被认为是未来最具潜力的储能方式之一，相关研究表明2030年其累计装机容量将达到2020年的20倍以上，但是由此带来的巨大投资、安全性风险等问题却一直难以得到有效解决。
[0003]利用用户侧的柔性用能资源是替代集中式储能电池的一种极具潜力的方式，能够经济、有效地实现电力供需匹配。用户侧的柔性用能资源可依据其源、储、荷特征分为三类：分布式发电设施(如屋顶光伏)、可控负荷(如建筑照明)和广义储能。其中，广义储能包含用户侧的传统储能(如分布式蓄电池)和各类虚拟储能(即用户侧具有储能能力的各类用能设备)。根据终端使用需求，虚拟储能可分为电能储存和热能存储两大类。对于电能存储，电动汽车(34％
‑
54％)和消费电子产品(33％
‑
40％)是锂离子电池的主要应用领域，且均远超过直接用于储能的部分(6％
‑
17％)。因此，带有智能充放电系统的电动汽车和可储能电器设备是最具潜力的终端电力虚拟储能。对于热能存储，暖通空调系统占建筑运行能耗的30％
‑
80％，且通常具有冷热蓄存能力。随着建筑电气化不断深入，可进行能量管理的暖通空调系统是最具潜力的终端热力虚拟储能。如何有效地调用上述用户侧的柔性用能资源，对于建设新型电力系统意义重大。
[0004]目前，电网与上述资源互动的方式主要包括负荷直接控制、动态电价及电力交易、号召式响应等。然而，在调用上述资源的过程中主要面临两个难点：1)上述各类柔性用能资源主要散布于建筑区域中，电网如何与海量分布式的柔性用能资源建立联系，并进行有效调度；2)在响应电网需求参与柔性用能时，用户的使用体验一定程度会受到影响(如调控空调造成房间温度波动、调控充电桩造成车辆电池电量低于用户预期)，如何在电网给定的柔性用能目标下最小化对于用户的不利影响。针对上述两个难点，目前尚未有较好的解决方案，因此用户侧的柔性用能潜力尚未得到充分挖掘。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于用户评价的建筑区域柔性用能资源调节系统及调节方法，能够以建筑或园区为整体接收电力调节信号，优化调度建筑区域内的各类柔性用能资源。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供的建筑区域柔性用能资源调节系统，该系统包括：
[0008]电力调节信号处理器，被配置为对获取的电力调节信号进行处理，获得建筑区域
设定时间内的总功率指令值；
[0009]功率优化分配器，被配置为将总功率指令值分解为分项功率指令值；
[0010]建筑区域柔性用能资源系统，被配置为基于分项功率指令值对建筑区域柔性用能资源系统中的各被控对象的功率进行追踪调节。
[0011]进一步地，所述建筑区域柔性用能资源系统包括模型库和被控对象；
[0012]所述模型库包括物理过程模型和为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型；
[0013]所述被控对象为物理过程模型所对应的实际建筑区域柔性用能资源使用对象。
[0014]进一步地，所述模型库包括物理过程模型模块和用户评价模型模块；
[0015]所述物理过程模型模块，被配置包括按照源储荷特征划分的各物理过程模型，并接收所述功率优化分配器输出的该类建筑区域柔性用能资源的分项功率指令值，计算并输出影响用户评价的关键参数；
[0016]所述用户评价模型模块，被配置包括有为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型，并以所述物理过程模型模块输出相应类建筑区域柔性用能资源的影响用户评价的关键参数作为输入，计算并输出用户不满意率预测值。
[0017]进一步地，所述按照源储荷特征划分的各物理过程模型，包括：发电设施、传统储能、虚拟储能和/或可控负荷相对应的各物理过程模型，其中，
[0018]所述发电设施包括光伏模型；
[0019]所述传统储能包括蓄电池模型；
[0020]所述虚拟储能包括含建筑热容的暖通空调系统模型、含智能充电桩的电动汽车模型和/或含智能充电器的可储能电器设备模型；
[0021]所述可控负荷包括建筑区域内的照明灯具模型和/或空气净化器模型。
[0022]进一步地，所述设置有为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型，包括：
[0023]对于所述光伏模型，根据分项指令功率值、最大发电功率值计算光伏自消纳率SCR；其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SCR)，PPD
i
为用户不满意率预测值；
[0024]对于所述蓄电池模型，根据分项指令功率值、电池当前荷电状态、各参数约束条件计算电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；
[0025]对于所述含建筑热容的暖通空调系统模型，根据分项指令功率值、暖通空调系统物性参数、建筑本体物性参数、当前室内环境参数、各参数约束条件计算室内环境参数计算得到室内环境舒适度参数，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(t,φ,v,...)或PPD
i
＝f(PMV)；
[0026]对于所述含智能充电桩的电动汽车模型，根据分项指令功率值、车辆电池当前荷电状态、各参数约束条件计算车辆电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；
[0027]对于所述可储能电器设备模型，根据分项指令功率值、电池当前荷电状态、各参数约束条件计算电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；
[0028]对于所述照明灯具模型，根据分项指令功率值、当前室内照度、各参数约束条件计算室内照度I，其相应的用户评价模型为函数关系PPD
i
＝f(I)；
[0029]对于所述空气净化器模型，根据分项指令功率值、当前室内污染物浓度、室内污染物源汇特征参数、各参数约束条件计算室内污染物浓度c，其相应的用户评价模型为函数关系PPD
i
＝f(c)。
[0030]进一步地，所述功率优化分配器将所述用户评价模型模块输出的用户不满意率预测值加权求和Σα
i
·
PPD
i
(τ)，在各类建筑区域柔性用能资源系统的功率限值约束下，以最小化用户不满意率预测和值Σα
i
·
PPD
i
(τ)作为优化目标，求解分项功率指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑区域柔性用能资源调节系统，其特征在于，该系统包括：电力调节信号处理器，被配置为对获取的电力调节信号进行处理，获得建筑区域设定时间内的总功率指令值；功率优化分配器，被配置为将总功率指令值分解为分项功率指令值；建筑区域柔性用能资源系统，被配置为基于分项功率指令值对建筑区域柔性用能资源系统中的各被控对象的功率进行追踪调节。2.根据权利要求1所述的建筑区域柔性用能资源调节系统，其特征在于，所述建筑区域柔性用能资源系统包括模型库和被控对象；所述模型库包括物理过程模型和为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型；所述被控对象为物理过程模型所对应的实际建筑区域柔性用能资源使用对象。3.根据权利要求2所述的建筑区域柔性用能资源调节系统，其特征在于，所述模型库包括物理过程模型模块和用户评价模型模块；所述物理过程模型模块，被配置包括按照源储荷特征划分的各物理过程模型，并接收所述功率优化分配器输出的该类建筑区域柔性用能资源的分项功率指令值，计算并输出影响用户评价的关键参数；所述用户评价模型模块，被配置包括有为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型，并以所述物理过程模型模块输出相应类建筑区域柔性用能资源的影响用户评价的关键参数作为输入，计算并输出用户不满意率预测值。4.根据权利要求3所述的建筑区域柔性用能资源调节系统，其特征在于，所述按照源储荷特征划分的各物理过程模型，包括：发电设施、传统储能、虚拟储能和/或可控负荷相对应的各物理过程模型，其中，所述发电设施包括光伏模型；所述传统储能包括蓄电池模型；所述虚拟储能包括含建筑热容的暖通空调系统模型、含智能充电桩的电动汽车模型和/或含智能充电器的可储能电器设备模型；所述可控负荷包括建筑区域内的照明灯具模型和/或空气净化器模型。5.根据权利要求4所述的建筑区域柔性用能资源调节系统，其特征在于，所述设置有为实现相应物理过程模型的用户评价预测的用户评价模型，包括：对于所述光伏模型，根据分项指令功率值、最大发电功率值计算光伏自消纳率SCR；其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SCR)，PPD
i
为用户不满意率预测值；对于所述蓄电池模型，根据分项指令功率值、电池当前荷电状态、各参数约束条件计算电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；对于所述含建筑热容的暖通空调系统模型，根据分项指令功率值、暖通空调系统物性参数、建筑本体物性参数、当前室内环境参数、各参数约束条件计算室内环境参数计算得到室内环境舒适度参数，其相应的用户评价模型为或PPD
i
＝f(PMV)；对于所述含智能充电桩的电动汽车模型，根据分项指令功率值、车辆电池当前荷电状态、各参数约束条件计算车辆电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；
对于所述可储能电器设备模型，根据分项指令功率值、电池当前荷电状态、各参数约束条件计算电池荷电状态SOC，其相应的用户评价模型为PPD
i
＝f(SOC)；对于所述照明灯具模型，根据分项指令功率值、当前室内照度、各参数约束条件计算室内照度I，其相应的用户评...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效辰，刘晓华，张涛，代一，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：