[发明专利]一种多能互补建筑能源系统及其储能配置优化方法在审
申请号: | 201810060708.4 | 申请日: | 2018-01-22 |
公开(公告)号: | CN110070198A | 公开(公告)日: | 2019-07-30 |
发明(设计)人: | 李歧强;朱倩雯 | 申请(专利权)人: | 山东大学 |
主分类号: | G06Q10/04 | 分类号: | G06Q10/04;G06Q50/08 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 李圣梅 |
地址: | 250061 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 水蓄能装置 多能互补 建筑能源 配置优化 储能 蓄电池 储能设备 供电单元 制冷采暖 终端负荷 地源热泵空调系统 光伏发电系统 系统生命周期 蓄电池容量 运行经济性 公共建筑 能源形式 市政电网 综合考虑 电负荷 冷负荷 热负荷 配置 能源 | ||
本发明公开了一种多能互补建筑能源系统及其储能配置优化方法,包括:供电单元,所述供电单元为光伏发电系统与市政电网系统;制冷采暖设备,所述制冷采暖设备为地源热泵空调系统;储能设备,所述储能设备包括蓄电池与水蓄能装置;终端负荷,所述终端负荷包括电负荷、夏季冷负荷和冬季热负荷;本发明利用多种能源形式供应公共建筑中不同的负荷,形成能源的互补,储能配置优化方法综合考虑了蓄电池与水蓄能装置的配置经济性与运行经济性,计算得到最优的蓄电池容量与水蓄能装置容积,实现多能互补建筑能源系统生命周期的经济最优。
技术领域
本发明涉及能源系统规划技术领域,特别是涉及一种多能互补建筑能源系统及其储能配置优化方法。
背景技术
建筑能耗的突出特点是用电量多、用能费用高,能源需求的峰谷差大,对电网的稳定运行带来不利影响。
在建筑能源系统中使用储能设备可以降低系统运行成本、实现削峰填谷。蓄电池作为一种电能存储设备,可以消纳具有波动性的可再生能源发电,可利用分时电价将电价高峰时段的电负荷转移至电价低谷期,提高系统经济性,实现总系统的削峰填谷,有利于电网稳定运行;但蓄电池投资维护成本较高,寿命较短、整体生命周期经济性较差。
适用于地源热泵空调系统的水蓄能装置,利用水的温差蓄能,可以将电价高峰期的冷、热负荷转移至电价低谷期,提高系统经济性,可利用建筑物原有消防池等设施作为蓄水容器,投资维护成本低,使用寿命长;但水蓄能装置只能转移系统冷热负荷,在非空调季无法使用,且对可再生能源发电无消纳作用。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种多能互补建筑能源系统,在大型办公建筑的能源系统中,同时引入蓄电池与水蓄能装置,可发挥同时发挥两种储能方式的优势,但需要合理选择两种储能设备的容量配置,同时充分考虑两种储能设备的经济运行方式,才能达到生命周期内的经济性最优。
一种多能互补建筑能源系统,包括:
供电单元,所述供电单元为光伏发电系统与市政电网系统;
制冷采暖设备,所述制冷采暖设备为地源热泵空调系统;
储能设备,所述储能设备包括蓄电池与水蓄能装置;
终端负荷,所述终端负荷包括电负荷、夏季冷负荷和冬季热负荷;
所述夏季冷负荷和冬季热负荷所需能量通过地源热泵空调系统利用电能与地热能产生;
所述蓄电池存蓄来自光伏发电和电网的电能,向用电设备供电;所述水蓄能装置存蓄地源热泵制备的冷水或热水,向冷负荷供冷或向热负荷供热,地源热泵空调系统和水蓄能装置同时向冷负荷或热负荷供能。
进一步的,所述光伏发电系统通过光伏系统采集器采集数据并通过调度分配器传输至数据库服务器,所述数据库服务器分别与Web服务器及优化调度服务器通信,所述Web服务器分别与PC客户端及移动客户端通信,所述优化调度服务器通过读取数据库中的实时数据,使用基于日前调度与实时调整结合的运行优化模型,滚动求解得到下一时刻的调度信号,通过调度分配器传递给各能源设备的控制器,控制器产生控制信号传递给各能源设备。
进一步的,所述运行优化模型为储能优化配置模型的下层优化运行模型,所述下层优化运行模型以多能互补建筑能源系统全年运行成本最小为目标,考虑蓄电池的充放电运行过程对其寿命的影响,运行成本包含建筑能源系统全年运行的购电成本和蓄电池折算到每日的折旧成本,决策变量为系统中各设备的全年运行计划。
进一步的,所述供电单元中光伏发电系统与市政电网系统采用择一的方式或者两者并用的方式对用电设备进行供电。
进一步的,所述多能互补建筑能源系统应用于负荷间断型建筑,所述负荷间断型建筑白天电负荷与冷/热负荷相对稳定,夜间除了有部分应急设备存在少量电负荷,无冷/热负荷存在。
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