[发明专利]一种集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法

说明书

本发明涉及一种集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、建立由楼宇虚拟储能系统、电制冷机、柴油发电单元、燃料电池、蓄电池组成的楼宇供能系统模型；步骤2、建立调度模型框架后分别给出日前、日内及滚动部分模型，进而构建楼宇供能系统多时间尺度预测调度模型，根据楼宇供能系统及楼宇用户的需求进行多时间尺度优化调度。本发明集成了含电制冷机的楼宇虚拟储能模型，并将虚拟储能模型集成到了楼宇供能系统的模型预测调控方法中，在保证楼宇室内温度舒适度的前提下进一步挖掘楼宇用能的灵活性。

技术领域

本发明属于含电能替代负荷供能系统的优化控制技术领域，涉及楼宇供能系统多时间尺度模型预测调控方法，尤其是一种集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法。

背景技术

随着全球范围内能源和环境问题的不断凸显，积极发展可再生能源并提高能源利用效率已经成为全球共识。美国能源信息署发布的《2016国际能源展望》显示，楼宇的能耗约占全球可输送能源总量的20％。2016年《中国建筑节能发展报告》数据显示，我国建筑耗能总量在中国能源消费总量中的份额已超过27％，随着我国城市化水平的不断提高以及产业结构的调整，该比例仍会继续增长。因此，以建筑楼宇为代表的终端用能系统具有巨大的节能减排潜力。充分挖掘以建筑楼宇为代表的需求侧节能潜力，对解决人类社会发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺矛盾、能源利用与环境保护矛盾具有重要意义。

近年来，越来越多的电能替代负荷在楼宇侧集成，形成了以楼宇为主体的供能系统。现有研究表明，在不进行大规模投资改造的前提下，开展楼宇供能系统的优化调度和能量管理，可有效促进分布式新能源在用户侧的安全消纳。传统的单一日前调控方法并不能完全反映新能源发电和负荷预测的误差对楼宇供能系统优化运行的影响，且日前调度下楼宇供能系统供用能设备的单一时间尺度建模难以考虑实际运行中不同时间尺度框架下的时间耦合特性，从而使得优化结果可能与楼宇供能系统实际运行情况不符。同时，鲁棒优化结果具有一定的保守性，且计算量较大、难以收敛；随机优化依赖于随机变量的概率分布，海量场景的选取与设计也增加了计算量。

为了解决上述问题，借鉴大电网有功调度采用的人工日前调度计划和自动发电控制相结合的调度方式，对楼宇供能系统进行多时间尺度的优化调度研究得到了越来越多的关注。其主要思想是：在日前阶段基于预测数据制定机组组合及运行计划参考值，在实时运行阶段基于实时数据将上级遗留的偏差对可控分布式电源(Distributed Generator,DG)进行功率调整。将多时间尺度方法进一步应用至楼宇供能系统，现有研究提出了基于多代理方法的商业楼宇多时间尺度能量管理方法，在预测数据不确定环境下降低了楼宇的运行成本。现有研究还提出了针对办公型楼宇的多时间尺度的双层能量管理方法，通过在日前调度和日内实时调整阶段分别对楼宇可控DG及可控电能替代负荷(楼宇温控系统及电动汽车)进行调度，实现对楼宇的能量管理。上述研究对预测不确定环境下楼宇供能系统的能量管理起到重要作用，但日内实时调度采用的开环优化调度方法是基于单断面的最优潮流求解楼宇供能系统的日内运行方案，并一次性下发所有优化指令，难以提前感知未来一段时间内楼宇供能系统的状态变化情况，所得优化方案鲁棒性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、应用简单快速、实用价值强、灵活性高且所得优化方案鲁棒性强的集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种集成电制冷机的楼宇供能系统模型预测调控方法，包括以下步骤：

步骤1、建立由楼宇虚拟储能系统、电制冷机、柴油发电单元、燃料电池、蓄电池组成的楼宇供能系统模型；

步骤2、建立调度模型框架后分别给出日前、日内及滚动部分模型，进而构建楼宇供能系统多时间尺度预测调度模型，根据楼宇供能系统及楼宇用户的需求进行多时间尺度优化调度。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：