一种能源调控辅助决策方法技术

本发明专利技术涉及能源调控的技术领域，揭露了一种能源调控辅助决策方法，所述方法包括：建立智慧园区电力网络，并基于所建立的电力网络构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型；建立智慧园区热力网络，并基于所建立的热力网络构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型；构建园区能源消耗模型；对构建的园区能源消耗模型进行优化求解得到园区能源控制参数，按照能源控制参数对园区能源进行辅助调控。本发明专利技术通过分别对智慧园区消耗的电力资源以及热量资源进行量化，以最小化能源消耗值为目标，以保障节点正常运行为约束条件，构建园区能源消耗模型，并对园区能源消耗模型进行求解，得到园区能源控制参数对智慧园区进行能源调控，保证智慧园区能源得以高效利用。区能源得以高效利用。区能源得以高效利用。

【技术实现步骤摘要】
一种能源调控辅助决策方法


[0001]本专利技术涉及能源调控的
，尤其涉及一种能源调控辅助决策方法。

技术介绍

[0002]随着智慧楼宇的普及和推广，融合清洁能源的分布式智慧园区能源管理得到越来越多的关注。但由于智慧园区分布式能源具备分布广、小规模、数量多等特点，导致其结构特殊，很难利用传统的集中控制方式进行调控，如何实现智慧园区分布式能源调控成为亟需解决的问题。针对该问题，本专利技术提出一种能源调控辅助决策方法，利用分布式多主体技术实现智慧园区楼宇之间的能源辅助调控，保证智慧园区能源高效利用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种能源调控辅助决策方法，目的在于：1)通过构建电力网络线路能源消耗模型以及热力网络管道能源消耗模型对智慧园区内的能源消耗进行量化表示，其中节点中供能设备提供的功率与节点负荷功率的差值越大，则说明有更多的电力能源未被充分利用导致浪费电力能源，因此需要降低供能设备的输出功率，并结合热源到节点的供热管道长度以及管道流量对热源到达节点的温度进行量化，将热量散失量转换为热功率，针对消耗的电力资源以及热量资源，以最小化能源消耗值为目标，以保障节点正常运行为约束条件，进一步构建园区能源消耗模型，实现智慧园区内能源消耗值的量化；2)对于所构建的园区能源消耗模型，首先以约束条件为惩罚项将不等式约束映射到所构建模型中，进而以待求解能源控制参数的梯度为方向，提高了迭代效率，近似矩阵以及近似矩阵的补偿值为更新步长，动态调整更新步长，保证算法收敛性，对能源控制参数进行迭代更新，快速得到可靠的求解参数，进而对智慧园区进行能源调控，保证智慧园区能源得以高效利用。
[0004]实现上述目的，本专利技术提供的一种能源调控辅助决策方法，包括以下步骤：
[0005]S1：建立智慧园区电力网络，并基于所建立的电力网络构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型；
[0006]S2：建立智慧园区热力网络，并基于所建立的热力网络构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型；
[0007]S3：基于电力网络线路能源消耗模型和热力网络管道能源消耗模型构建园区能源消耗模型；
[0008]S4：对构建的园区能源消耗模型进行优化求解得到园区能源控制参数，按照能源控制参数对园区能源进行辅助调控。
[0009]作为本专利技术的进一步改进方法：
[0010]可选地，所述S1步骤中建立智慧园区电力网络，包括：
[0011]建立智慧园区电力网络，其中智慧园区中包含若干类型的电力元件，包括单端点元件、双端点元件以及多端点元件，将电力元件抽象为节点，将节点与输电线路构成智慧园
区电力网络，所构成智慧园区电力网络的形式为：G＝(E,V)，其中G表示智慧园区电力网络，E＝{e
i
|i∈[1,N]}表示智慧园区电力网络中的节点集合，e
i
表示智慧园区电力网络中的节点i，V＝{v
ij
|i,j∈[1,N],i≠j}表示智慧园区电力网络中节点之间的输电线路集合，v
ij
表示节点i与节点j之间的输电线路。在本专利技术实施例中，输电线路之间包含若干支路。
[0012]在本专利技术实施例中，所述单端点元件表示只有一端同输电线路连接的设备，包括发电机组、用电负荷等，所述双端点元件表示有两个端点同输电线路连接的设备，包括断路器、双绕组变压器等，所述多端点元件表示有多个端点同输电线路连接的设备，包括三绕组变压器等。
[0013]可选地，所述S1步骤中构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型，包括：
[0014]基于所建立的电力网络构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型，所构建的智慧园区电力网络线路能源消耗模型形式为：
[0015][0016][0017][0018]P
i
＝P
i
(1)+P
i
(2)
‑
P
i
(3)
[0019]其中：
[0020]P1表示智慧园区电力网络中支路的能源消耗，表示智慧园区电力网络中节点i的能源消耗，表示智慧园区电力网络线路能源消耗模型形式，i∈[1，N]；
[0021]K表示智慧园区电力网络中的支路数目，R
k
表示支路k的电阻，w
k
表示支路k的功率，k∈[1，K]，表示支路k电压的标幺值，其值约为1；
[0022]α
ik
＝{0，1}，α
ik
＝0表示智慧园区电力网络中节点i与支路k无关联，α
ik
＝1表示智慧园区电力网络中节点i与支路k存在关联；在本专利技术实施例中，若支路k可以直接与节点i相连，则支路k与节点i之间存在关联；
[0023]Ω
k
表示支路k上的节点集合，v
mi
表示节点m与节点i之间的输电线路，τ(v
mi
)表示输电线路v
mi
的电抗参数，β
m
表示节点m的相位角；
[0024]P
i
表示节点i的注入功率，P
i
(1)表示节点i上发电设备的输出功率，P
i
(2)表示节点i上光伏设备的输出功率，P
i
(3)表示节点i的负荷功率，P
i
(1)，P
i
(2)表示智慧园区电力网络线路能源消耗模型中节点i的待优化能源控制参数，对应节点i中供能设备的供电量，其中供能设备包括发电设备以及光伏设备。
[0025]可选地，所述S2步骤中建立智慧园区热力网络，包括：
[0026]建立智慧园区热力网络，其中智慧园区热力网络由热源、供热管道网络、热负荷节点以及回热管道网络构成，利用高温热水将热源经供热管道输送到热负荷节点处，再经回热管道流回至热源，其中热负荷节点为智慧园区内需求热量的设备，热负荷节点即为智慧园区内电力网络中节点。在本专利技术实施例中，热负荷节点的热量需求值可以为0。
[0027]可选地，所述S2步骤中构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型，包括：
[0028]基于所建立的热力网络构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型，所构建的智慧园区热力网络管道能源消耗模型形式为：
[0029][0030][0031]其中：
[0032]表示智慧园区热力网络中节点i的能源消耗，所述智慧园区热力网络中节点i等同于智慧园区电力网络中的节点i；
[0033]e表示自然常数；
[0034]H表示供热管道的总数，h∈[1，H]，同时h对应供热管道的编号；
[0035]γ
ih
＝{0，1}，γ
ih
＝0表示智慧园区热力网络中节点i与供热管道h无关联，γ
ih
＝1表示智慧园区热力网络中节点i与供热管道h存在关联；在本专利技术实施例中，若供热管道h流经节点i，则表示节点i与供热管道h存在关联；
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源调控辅助决策方法，其特征在于，所述方法包括：S1：建立智慧园区电力网络，并基于所建立的电力网络构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型；S2：建立智慧园区热力网络，并基于所建立的热力网络构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型；S3：基于电力网络线路能源消耗模型和热力网络管道能源消耗模型构建园区能源消耗模型；S4：对构建的园区能源消耗模型进行优化求解得到园区能源控制参数，按照能源控制参数对园区能源进行辅助调控。2.如权利要求1所述的一种能源调控辅助决策方法，其特征在于，所述S1步骤中建立智慧园区电力网络，包括：建立智慧园区电力网络，其中智慧园区中包含若干类型的电力元件，包括单端点元件、双端点元件以及多端点元件，将电力元件抽象为节点，将节点与输电线路构成智慧园区电力网络，所构成智慧园区电力网络的形式为：G＝(E,V)，其中G表示智慧园区电力网络，E＝{e
i
|i∈[1,N]}表示智慧园区电力网络中的节点集合，e
i
表示智慧园区电力网络中的节点i，V＝{v
ij
|i,j∈[1,N],i≠j}表示智慧园区电力网络中节点之间的输电线路集合，v
ij
表示节点i与节点j之间的输电线路。3.如权利要求2所述的一种能源调控辅助决策方法，其特征在于，所述S1步骤中构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型，包括：基于所建立的电力网络构建智慧园区电力网络线路能源消耗模型，所构建的智慧园区电力网络线路能源消耗模型形式为：电力网络线路能源消耗模型形式为：电力网络线路能源消耗模型形式为：P
i
＝P
i
(1)+P
i
(2)
‑
P
i
(3)其中：P1表示智慧园区电力网络中支路的能源消耗，表示智慧园区电力网络中节点i的能源消耗，表示智慧园区电力网络线路能源消耗模型形式，i∈[1,N]；K表示智慧园区电力网络中的支路数目，R
k
表示支路k的电阻，W
k
表示支路k的功率，k∈[1,K]，表示支路k电压的标幺值，其值约为1；α
ik
＝{0,1}，α
ik
＝0表示智慧园区电力网络中节点i与支路k无关联，α
ik
＝1表示智慧园区电力网络中节点i与支路k存在关联；Ω
k
表示支路k上的节点集合，v
mi
表示节点m与节点i之间的输电线路，τ(v
mi
)表示输电线
路v
mi
的电抗参数，β
m
表示节点m的相位角；P
i
表示节点i的注入功率，P
i
(1)表示节点i上发电设备的输出功率，P
i
(2)表示节点i上光伏设备的输出功率，P
i
(3)表示节点i的负荷功率，P
i
(1),P
i
(2)表示智慧园区电力网络线路能源消耗模型中节点i的待优化能源控制参数，对应节点i中供能设备的供电量，其中供能设备包括发电设备以及光伏设备。4.如权利要求1所述的一种能源调控辅助决策方法，其特征在于，所述S2步骤中建立智慧园区热力网络，包括：建立智慧园区热力网络，其中智慧园区热力网络由热源、供热管道网络、热负荷节点以及回热管道网络构成，利用高温热水将热源经供热管道输送到热负荷节点处，再经回热管道流回至热源，其中热负荷节点为智慧园区内需求热量的设备，热负荷节点即为智慧园区内电力网络中节点。5.如权利要求4所述的一种能源调控辅助决策方法，其特征在于，所述S2步骤中构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型，包括：基于所建立的热力网络构建智慧园区热力网络管道能源消耗模型，所构建的智慧园区热力网络管道能源消耗模型形式为：热力网络管道能源消耗模型形式为：其中：表示智慧园区热力网络中节点i的能源消耗，所述智慧园区热力网络中节点i等同于智慧园区电力网络中的节点i；e表示自然常数；H表示供热管道的总数，h∈[1,H]；γ
ih
＝{0,1}，γ
ih
＝0表示智慧园区热力网络中节点i与供热管道h无关联，γ
ih
＝1表示智慧园区热力网络中节点i与供热管道h存在关联；c
i
(h)表示供热管道h对节点i产生的热功率，C表示水的比热容，M
h
表示单位时间内流经供热管道h的流量；T
c
表示热源的初始温度，L
i
表示热源初始位置至节点i的供热管道长度，ε表示单位供热管道长度的消耗系数，S
h
表示供热管道h的横截面积，将单位时间内流经供热管道h的流量以及热源的初始温度设置为智慧园区热力网络管道能源消耗模型中节点i的待优化能源控制参数，基于单位时...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌寒，
申请(专利权)人：上海枢源节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：