【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统中建筑负荷管理，尤其涉及一种建筑柔性资源聚合需求响应方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、随着可再生能源(如风能和太阳能)在电力系统中的深度渗透，公司自有建筑的能效管理面临着新的挑战。由于可再生能源发电具有波动性和不确定性，如何维持建筑能源需求与供给的平衡变得更加复杂。为应对这一挑战，公司自有建筑需要具备足够的能源灵活性，以便在负荷需求和可再生能源发电之间实现高效的平衡。
3、在自有建筑中，需求响应是通过调整用电设备的运行来帮助电网维持平衡的关键技术。建筑内的温控负载(tcls)如空调系统、热泵、热水器等，由于其用电灵活性，成为优化能效管理的重要对象。通过协调这些tcls，自有建筑不仅可以响应电网需求，提供如频率调节、削峰填谷等辅助服务，还能够更好地整合可再生能源，实现自我调节与能效优化。
4、然而，由于建筑内tcls数量众多且具备不同的热力学特性，如何高效聚合这些异构的tcls并建立一个简洁且精确的模型来表征其整体灵活性，成为提升建筑能源管理的关键挑战。传统上，通常依赖统计方法(如马尔科夫链和偏微分方程)来描述tcls群体的动态行为，但这种依赖统计的方法只适用于描述建筑内的结构及设备较为简单的情况；而在用于表征具体复杂建筑的负荷特性时效果并不理想，因此难以实现建筑柔性资源之间有效的聚合需求响应协调。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种建筑柔性资源聚合需求响应方法。
4、一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，包括：
5、构建建筑内恒温控制负载tcls的非线性切换模型，并根据非线性切换模型的非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型；
6、基于所述线性系统模型定义恒温控制负载tcls的个体灵活性，并基于所述个体灵活性获得总体灵活性；采用所述总体灵活性来表示恒温控制负载tcls的响应裕度，将所述响应裕度引入虚拟电池模型中对恒温控制负载tcls的总体灵活性进行建模；基于几何信息的优化算法对引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的参数进行优化，得到优化后的虚拟电池模型；
7、采用几何多面体集合对优化后的虚拟电池模型进行表示，并采用基于线性规划的优化算法，寻找采用几何多面体集合表示的虚拟电池模型的最优缩放和最优平移；基于所得最优缩放和最优平移来动态调整恒温控制负载tcls的响应裕度，实现建筑柔性资源的聚合需求响应协调。
8、进一步地，根据非线性切换模型的非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型，包括：获取恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化，基于恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化和各恒温控制负载tcls在本地控制规则的约束来获取非线性切换模型的非线性特性；根据所得非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型。
9、进一步地，获取恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化，包括：利用离散时间切换模型来表征恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化。
10、进一步地，基于所述线性系统模型定义恒温控制负载tcls的个体灵活性，并基于所述个体灵活性获得总体灵活性，包括：将恒温控制负载的个体灵活性定义为所有允许的功率曲线的集合；根据所得个体灵活性，并结合minkowski和来计算恒温控制负载tcls的总体灵活性。
11、进一步地，基于几何信息的优化算法对引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的参数进行优化，具体的：首先，以几何多面体集合的几何特性作为引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的输入，并将几何多面体集合映射到虚拟电池模型参数；随后，采用闵可夫斯基距离来对参数进行优化。
12、进一步地，几何多面体集合的几何特性包括功率限制、储能容量和充放电速率。
13、进一步地，采用基于线性规划的优化算法，寻找采用几何多面体集合表示的虚拟电池模型的最优缩放和最优平移，包括：通过计算由几何多面体集合表示的虚拟电池模型中凸集的同胚的minkowski和，来寻找所得缩放因子的和以及位移因子的和的最优解；以缩放因子的和的最优解作为以几何多面体集合所表示的虚拟电池模型的最优缩放，以位移因子的和的最优解作为以几何多面体集合所表示的虚拟电池模型的最优平移。
14、本专利技术第二方面提供了一种建筑柔性资源聚合需求响应系统。
15、一种建筑柔性资源聚合需求响应系统，包括：
16、线性系统模型转化模块，被配置为：构建建筑内恒温控制负载tcls的非线性切换模型，并根据非线性切换模型的非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型；
17、恒温控制负载灵活性建模模块，被配置为：基于所述线性系统模型定义恒温控制负载tcls的个体灵活性，并基于所述个体灵活性获得总体灵活性；采用所述总体灵活性来表示恒温控制负载tcls的响应裕度，将所述响应裕度引入虚拟电池模型中对恒温控制负载tcls的总体灵活性进行建模；基于几何信息的优化算法对引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的参数进行优化，得到优化后的虚拟电池模型；
18、恒温控制负载灵活性表征模块，被配置为：采用几何多面体集合对优化后的虚拟电池模型进行表示，并采用基于线性规划的优化算法，寻找采用几何多面体集合表示的虚拟电池模型的最优缩放和最优平移；基于所得最优缩放和最优平移来动态调整恒温控制负载tcls的响应裕度，实现建筑柔性资源的聚合需求响应协调。
19、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法中的步骤。
20、本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法中的步骤。
21、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
22、本专利技术提供了一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，用于表征自有建筑中一组温控负载(tcls)的总体灵活性。将单个tcl的功率灵活性建模为一个多面体，其整体灵活性则通过这些多面体的minkowski和来表示。同时，本专利技术采用两种基于线性规划的优化算法(一种是通过最大内近似，另一种是通过相对于原型集的仿射变换的最小外近似)来逼近总体灵活性。因此，即便是面对较为复杂的建筑结构，本专利技术也能够很好的去逼近多面体的灵活性集合，实现建筑柔性资源之间的聚合需求响应协调，继而对构建更加智能、高效和低碳的建筑能源系统进行科学性的指导。...
【技术保护点】
1.一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，根据非线性切换模型的非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型，包括：获取恒温控制负载TCLs中每个恒温控制负载个体的温度变化，基于恒温控制负载TCLs中每个恒温控制负载个体的温度变化和各恒温控制负载TCLs在本地控制规则的约束来获取非线性切换模型的非线性特性；根据所得非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型。
3.如权利要求2所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，获取恒温控制负载TCLs中每个恒温控制负载个体的温度变化，包括：利用离散时间切换模型来表征恒温控制负载TCLs中每个恒温控制负载个体的温度变化。
4.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，基于所述线性系统模型定义恒温控制负载TCLs的个体灵活性，并基于所述个体灵活性获得总体灵活性，包括：将恒温控制负载的个体灵活性定义为所有允许的功率曲线的集合；根据所得个体灵活性，并结合Minkowski和来计算恒温控制
5.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，基于几何信息的优化算法对引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的参数进行优化，具体的：以几何多面体集合的几何特性作为引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的输入，并将几何多面体集合映射到虚拟电池模型参数；采用闵可夫斯基距离来对参数进行优化。
6.如权利要求5所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，几何多面体集合的几何特性包括功率限制、储能容量和充放电速率。
7.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，采用基于线性规划的优化算法，寻找采用几何多面体集合表示的虚拟电池模型的最优缩放和最优平移，包括：通过计算由几何多面体集合表示的虚拟电池模型中凸集的同胚的Minkowski和，来寻找所得缩放因子的和以及位移因子的和的最优解；以缩放因子的和的最优解作为以几何多面体集合所表示的虚拟电池模型的最优缩放，以位移因子的和的最优解作为以几何多面体集合所表示的虚拟电池模型的最优平移。
8.一种建筑柔性资源聚合需求响应系统，其特征在于：包括：
9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法中的步骤。
10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，根据非线性切换模型的非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型，包括：获取恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化，基于恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化和各恒温控制负载tcls在本地控制规则的约束来获取非线性切换模型的非线性特性；根据所得非线性特性，将所述非线性切换模型转化为线性系统模型。
3.如权利要求2所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，获取恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化，包括：利用离散时间切换模型来表征恒温控制负载tcls中每个恒温控制负载个体的温度变化。
4.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，基于所述线性系统模型定义恒温控制负载tcls的个体灵活性，并基于所述个体灵活性获得总体灵活性，包括：将恒温控制负载的个体灵活性定义为所有允许的功率曲线的集合；根据所得个体灵活性，并结合minkowski和来计算恒温控制负载tcls的总体灵活性。
5.如权利要求1所述的一种建筑柔性资源聚合需求响应方法，其特征在于，基于几何信息的优化算法对引入有所述响应裕度的虚拟电池模型的参数进行优化，具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞琪，李元付，陶晓龙，公维帅，张存明，周海妮，朱峰，李延真，梁雅洁，王华磊，王国荣，朱国梁，王明远，彭勃，刘禹兵，田崇翼，马昕，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：
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