【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统运行管理，尤其涉及一种考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法。
技术介绍
1、在“双碳”目标背景下，我国楼宇终端电气化水平不断提升，光伏、风电等技术应用在建筑领域的新能源装机容量快速增长，给我国的电网安全性、稳定性、灵活性带来了挑战。另外，我国的能源消费强度呈现爆发式增长，尽管“大量建设、大量消耗、大量排放”等城乡建设方式基本扭转，但楼宇终端能耗占比较高、人居环境质量不高等问题仍然明显。
2、通常情况下，在传统的设计阶段考虑的单个楼宇能源结构和功能结构都较为单一，甚至有关楼宇智能化管理系统的设计可有可无，对楼宇内部的各类型设备调节仅依靠硬件开关控制，忽视了楼宇智能能量管理模式。此外，一些高层楼宇仅考虑了其运行能耗、内部环境等单个影响因素，对楼宇内部运行数据没有充分利用，也没有严格针对楼宇内部人体感受的冷热舒适环境进行精细化管理，更没有综合考虑人体冷热舒适环境精细化管理与对整个楼宇能量管理系统优化运行的影响。
3、未来，随着我国城镇化快速推进、产业结构的不断深度调整，伴随着楼宇终端电力需求侧管理体系的不断发展，一些典型的商业楼宇可调节负荷设备将会率先拥有统一的标准接口接入楼宇能量管理系统，势必会影响楼宇能量管理系统的节能优化运行与减碳潜力。因此，在面向楼宇终端多类型能源设备及用户用能需求时，如何考虑多类型负荷参与综合需求响应，同时兼顾楼宇室内用户的冷热最优环境，并保证楼宇能量管理系统运行成本最优显得尤为重要。
技术实现思路
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，包括如下过程：
4、步骤1：建立包含楼宇终端系统经济成本、室内温差敏感惩罚成本的优化目标函数；
5、步骤2：建立楼宇终端电、冷、热功率平衡等式约束模型，冷热气体温控型负荷等式和不等式约束模型，室内灵活热水供应型负荷等式和不等式约束模型，微型燃气轮机的输出功率约束模型，能量转换设备功率平衡等式约束模型，楼宇内部蓄电池装置的功率等式约束模型；
6、步骤3：基于步骤1、2建立的模板函数和约束模型，建立楼宇终端冷热环境精细化需求响应模型，并分别输入初始参数和优化算法收敛精度；
7、步骤4：对楼宇终端区域内能量管理系统经济成本和室内温差敏感惩罚成本优化调度问题进行求解，即对步骤3建立的楼宇终端冷热环境精细化需求响应模型进行求解，输出优化求解的决策变量，检查优化调度结果是否满足收敛条件；若满足收敛条件，则算法终止，输出最优调度结果；若不满足收敛条件，更新初始参数再重新进行求解。
8、进一步地，所述步骤1中，优化目标函数如下：
9、minftotal＝f1+f2
10、
11、
12、
13、
14、
15、
16、式中，ftotal表示楼宇能量管理系统的优化目标函数；f1、f2分别表示楼宇终端系统经济成本、室内温差敏感惩罚成本；为t时刻系统与配电网交换的电费成本，分别为t时刻光伏、燃气轮机、蓄电池的经济成本；分别为系统与配电网间售电、购电单价，分别代表光伏、燃气轮机、蓄电池单位时间段单位功率的使用维护成本；为系统与配电网交换的电功率；分别为光伏出力、燃气轮机出力、蓄电池充电功率、蓄电池放电功率；γpt为惩罚因子；分别为t时刻室内实际温度、设定温度。
17、进一步地，所述步骤2中，楼宇终端电、冷、热功率平衡等式约束模型如下：
18、电功率平衡等式约束：
19、
20、
21、
22、式中，为t时刻的电制冷机输入功率；分别为t时刻的常规电负荷和柔性电负荷；分别为柔性负荷消耗和产出的电功率；分别代表柔性负荷消耗和产出的状态变量；分别为柔性负荷消耗和产出的功率上限；
23、冷功率平衡等式约束：
24、
25、
26、
27、式中，为t时刻的电制冷机输出冷量；为t时刻的吸收式制冷机输出冷量；分别为t时刻的常规冷负荷和柔性冷负荷；分别为柔性负荷消耗和产出的电功率；分别代表柔性负荷消耗和产出的状态变量；分别为柔性负荷消耗和产出的功率上限；为t时刻的设备随机散热，αw为供应冷气系数；
28、热功率平衡等式约束：
29、
30、
31、
32、式中，分别为t时刻的余热锅炉输入功率、输出功率；coprec为余热锅炉的能效比；为吸收式制冷机消耗的热功率，ωrec为余热分配比；ηhe为余热转化效率，分别为t时刻的灵活热气体温控型负荷和灵活热水供应型负荷；βw为供应热气系数；
33、进一步地，所述步骤2中，冷热气体温控型负荷等式和不等式约束模型如下：
34、
35、式中，为t时刻的灵活热气体温控型负荷；分别为t时刻楼宇室内、室外温度，为t时段楼宇终端室内人体感受到的最舒适温度值，分别为t时段楼宇终端室内冷热气体温度波动的下限和上限温度值；分别为冷热气体温控型负荷的上下波动常数值；为楼宇终端在t时段预测的冷热气体温控型负荷需求功率，r为冷热气体温控负荷等值阻值。
36、进一步地，所述步骤2中，室内灵活热水供应型负荷等式和不等式约束模型如下：
37、
38、式中，为t时刻的灵活热水供应型负荷；vwt,co为建筑物终端总的热水存储体积；cwt为热水参数；表示楼宇终端在t时段预测的热水供应型负荷需求功率；分别为热水供应型负荷的上下波动常数值；分别为t时段楼宇终端热水存储温度波动的下限和上限温度值；为t时段楼宇终端室内人体感受到的最舒适热水存储温度值；为t时段楼宇终端冷水替换热水时的温度值；为楼宇终端室内热水温度；为楼宇终端总的热水存储温度。
39、进一步地，所述步骤2中，微型燃气轮机的输出功率约束模型如下：
40、
41、
42、式中，为t时段微型燃气轮机的输出功率；为t时段微型燃气轮机消耗的天然气功率，ηmt为微型燃气轮机的发电效率；为微型燃气轮机t时段产生的余热；γmt表示微型燃气轮机的热电比值。
43、进一步地，所述步骤2中，能量转换设备功率平衡等式约束模型如下：
44、
45、
46、式中，为t时段电制冷机的输出功率；为t时段电制冷机消耗的电功率；copec为电制冷机的能效比；为t时段吸收式制冷机的制冷功率输出，为t时段吸收式制冷机消耗的热功率；copa本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中，优化目标函数如下：
3.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，楼宇终端电、冷、热功率平衡等式约束模型如下：
4.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，冷热气体温控型负荷等式和不等式约束模型如下：
5.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，室内灵活热水供应型负荷等式和不等式约束模型如下：
6.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，微型燃气轮机的输出功率约束模型如下：
7.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，能量转换
8.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，楼宇内部蓄电池装置的功率等式约束模型如下：
9.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤3中，楼宇终端冷热环境精细化需求响应模型如下：
10.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤4中，收敛条件为优化过程中楼宇终端内部蓄冷与冷耗散是否保持平衡，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中，优化目标函数如下：
3.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，楼宇终端电、冷、热功率平衡等式约束模型如下：
4.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，冷热气体温控型负荷等式和不等式约束模型如下：
5.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精细化约束的楼宇能量管理系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中，室内灵活热水供应型负荷等式和不等式约束模型如下：
6.根据权利要求1所述的考虑冷热环境精...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓蕾，顾海飞，刘福建，黄应广，钟华斌，刘川，鲍兴川，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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