【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统运行调度领域，尤其是一种建筑能量管理系统日内优化调度方法及相关装置。
技术介绍
1、近几十年来，全球的能源消费模式发生了重大变革，建筑逐渐成为了主要的能源消耗终端，约占全球能源消耗总量的三分之一。随着城市化进程的继续推进，这一比例在未来仍会持续增高。根据美国能源信息管理局的报告，在建筑物内部主要的用电途径为供暖、通风和供冷，约占建筑使用总电量的51％。而由于建筑物如商业建筑等占地面积大，建筑物集成度高，人口密度大，这给城市电网和建筑能量管理带来了一系列的运营问题。一方面，为了维持建筑物内部的温度，需要暖通空调(heating ventilation air conditioning,hvac)长时间通风、制热和制冷，消耗了大量的电力；另一方面，由于目前分布式电源如屋顶光伏逐渐集成到建筑物中，其带来的不确定性也逐渐成为目前建筑能量管理系统(building energy management system，bems)的难点。因此需要一种建筑能量管理方法来统筹考虑新能源不确定性和建筑内部特性。
2、目前，在建筑物内部进行温度控制的方式主要有空调和冷热电联产，然而大多数研究仅考虑室内人员的温度需求或舒适度需求，并未结合实际将通风辐照等因素带来的建筑内部温度变化统筹考虑，为此需进一步将室内外温度、辐照等影响建筑热惯性的因素考虑进来，实现建筑内部的温度控制。同时，由于可再生能源的高度随机性，楼宇中的分布式电源有可能会对建筑系统稳定性产生冲击。为了应对新能源的不确定性所提出的mpc日内调度方法则过于依赖随机
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种建筑能量管理系统日内优化调度方法及相关装置。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，包括以下步骤：
4、步骤一：确定建筑围护结构参数，建筑围护结构参数包括墙壁热阻热容以及辐射面积，建立考虑温度、辐射、湿度和人体自发热的建筑围护结构热平衡方程，进而得到与室温相关的人体舒适度函数；
5、步骤二：确定分布式电源参数，分布式电源参数包括分布式电源的运行费用、新能源预测出力以及额定功率；
6、之后，根据分布式电源参数和人体舒适度函数建立目标函数与日内调度约束条件；
7、步骤三：建立adp-mpc日内调度模型，先利用大量历史数据进行日前调度，对adp未来值函数进行训练，直至adp未来值函数的斜率收敛，之后将所述斜率应用于日内调度中；再使用mpc方法对人体舒适度进行追踪以达到人体舒适度最优。
8、进一步的，步骤1)中考虑温度、辐射、湿度和人体自发热建立的建筑围护结构热平衡方程为：
9、
10、式中：表示房间的热容，表示室外温度，是窗户的热阻，是窗户的透光系数，是窗户的面积，是照射在窗户上的辐照热通量密度，是房间和室外之间的空气流量，cpa是水蒸气比热，是室内热增益如人体产出热量，和是cchp供给的热量和冷量，eeer是能效比，是hvac的输出功率。
11、进一步的，cchp机组的产生的冷量和热量模型如下：
12、cchp将输入的天然气转化为热能、电能和冷能，输出的热能和冷能由燃气轮机的输出功率与效率决定，同时考虑热损失系数、制热系数、制冷系数和锅炉的回收效率，cchp机组的出力模型为：
13、
14、式中：qmt,t为余热锅炉的输入热量，由考虑热损失后的燃气轮机的输出功率决定，和分别表示cchp中燃气轮机的输出功率和效率，为热损失系数；qh0,t和qc0,t分别表示换热器和吸收式制冷机输出的热量和冷量，由余热锅炉的输入热量、换热/冷系数和锅炉的回收效率决定，kh0和kc0分别表示换热器和吸收式制冷机的制热与制冷系数；为锅炉的回收效率，由环境温度和环境系数t1、t2决定；为设备中输入的天然气量，由燃气轮机的输出功率和天然气低热值l决定。
15、进一步的，步骤二中，建立建筑能量管理系统日内调度的目标函数如下：
16、目标函数包括cchp燃料费用各机组的运行维护费用cme,t、bems向主网购电费用与售电收益cgrid,t、切负荷惩罚closs,t以及人体舒适度惩罚函数cpmv,t，即：
17、
18、1)cchp燃料费用
19、cchp将输入的天然气转化为热能、电能和冷能，输出的热能和冷能由燃气轮机的输出功率与效率决定，同时考虑热损失系数、制热系数、制冷系数和锅炉的回收效率，出力模型为：
20、
21、式中：qmt,t为余热锅炉的输入热量，由考虑热损失后的燃气轮机的输出功率决定；和分别表示cchp中燃气轮机的输出功率和效率，为热损失系数；qh0,t和qc0,t分别表示换热器和吸收式制冷机输出的热量和冷量，由余热锅炉的输入热量、换热/冷系数和锅炉的回收效率决定；kh0和kc0分别表示换热器和吸收式制冷机的制热与制冷系数；为锅炉的回收效率，由环境温度和环境系数t1、t2决定；为设备中输入的天然气量，由燃气轮机的输出功率和天然气低热值l决定；
22、由此得到cchp的燃料费用为
23、
24、式中：wgas为天然气的购买单价；
25、2)机组运维费用
26、机组运维费用包括cchp机组、风力发电机、光伏发电机组和储能的运行维护费用，如下：
27、
28、式中：和分别为cchp、光伏发电机、风力发电机和储能的运维费用，由各机组出力和其单位运维成本决定，kpv、kwt和kbas分别为各机组的单位运行维护成本；
29、3)主网购售电费用
30、cgrid,t＝pmgp,tpmgp,t-pmgn,tpmgn,t (10)
31、式中：pmgp,t和pmgn,t为bems向电网的购售电电价，pmgp,t和pmgn,t为bems向电网的购售电功率；
32、4)弃负荷惩罚
33、closs,t＝klossploss,t (11)
34、式中：kloss为系统切负荷的单位惩罚费用，ploss,t为切负荷功率；
35、5)人体舒适度惩罚
36、bems中人体舒适度采用预测平均评价进行表征，预测平均评价值趋近于0时为人体舒适度最佳，故人体舒适度及人体舒适度惩罚惩罚定义如下：
37、
38、式中：ipmv,t为人体舒适度tsk、d1、d2、m0、icl、ia和fcl为常数，分别表示人体皮肤的正常温度、房屋与墙壁的面积系数、人体与外界的热量交换系数、衣物热阻、空气热阻和衣物面积，和表示室温和内墙温度，lpmv为人体舒适度惩罚系数。
39本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤1)中考虑温度、辐射、湿度和人体自发热建立的建筑围护结构热平衡方程为：
3.根据权利要求2所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，CCHP机组的产生的冷量和热量模型如下：
4.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤二中，建立建筑能量管理系统日内调度的目标函数如下：
5.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤二中，建立建筑能量管理系统日内调度的约束条件包括：
6.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤三中，采取近似动态规划方法进行日内调度的流程如下：
7.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤三中采取MPC方法提升人体舒适度，具体流程为：
8.一种建筑能量管理系统日内优化调度装置，其特征在于，包括
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的建筑能量管理系统日内优化调度方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的建筑能量管理系统日内优化调度方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤1)中考虑温度、辐射、湿度和人体自发热建立的建筑围护结构热平衡方程为：
3.根据权利要求2所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，cchp机组的产生的冷量和热量模型如下：
4.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤二中，建立建筑能量管理系统日内调度的目标函数如下：
5.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤二中，建立建筑能量管理系统日内调度的约束条件包括：
6.根据权利要求1所述的一种建筑能量管理系统日内优化调度方法，其特征在于，步骤三中，采取近似...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴雄，张子裕，刘炳文，麻淞，曹滨睿，何雯雯，曹菁菁，贺明康，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。