[发明专利]一种考虑主动配电网的楼宇集群多阶段优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑主动配电网的楼宇集群多阶段优化调度方法。传统的集群楼宇优化调度方法主要考虑自身特点进行优化，其优化调度方案忽略了主动配电网的影响，限制了集群楼宇供能经济性的最优。本发明采用的技术方案为：构建主动配电网中考虑多个制热区域的楼宇热动态模型、主动配电网模型；进而构建考虑主动配电网安全运行约束的楼宇集群多阶段优化调度模型，通过求解获得满足主动配电网安全运行约束的楼宇集群优化调度方案。本发明考虑了主动配电网安全运行约束对楼宇集群优化调度方案的影响，可为楼宇集群提供更加经济可靠的供能调度方案。

技术领域

本发明属于用户侧综合能源系统运行优化技术领域，尤其涉及一种考虑主动配电网安全运行约束的楼宇集群多阶段优化调度方法。

背景技术

区域综合能源系统(ICES)中的配电网络对整个系统的优化运行至关重要，如可通过网络重构增加系统的供电能力；可利用有载调压变压器(On-loadTapChanger，OLTC)、并联补偿装置，调节系统无功分布并改善节点电压。在这方面，已有众多学者开展了深入研究，有效提升了配电网运行的安全性和经济性。集群楼宇作为主动配电网(ActiveDistributionNetwork，ADN)中的一个主要用能负荷，对其内部用能进行优化调度可有效降低用户用能成本。然而，集群楼宇在特殊场景下(如夏季供冷)用电负荷的快速增长可能会触及主动配电网的安全运行约束边界，如何在保障主动配电网安全约束前提下，提升集群楼宇系统用能经济性，是亟需解决的难点问题。

国内学者及研究机构对该领域进行了一定探索：有研究考虑建筑楼宇的热惰性，来辅助配电系统运行优化。有研究提出了一种考虑配电网重构的ICES最优混合潮流计算方法，通过重构网络拓扑，提高了配电网络的供电能力，并降低了ICES的运行成本。有研究基于热电联产机组(combinedheatandpower，CHP)热电比可调特性，提出一种ICES双层优化模型，减少了用能成本，提高了用能效率。有研究提出了一种ICES分层能量管理框架，实现了对不同能源系统、能源环节以及需求响应资源的优化调度与协调控制。有研究分析了ICES中源、网、荷的互动耦合关系，并构建了其分层价值模型。

上述研究对ICES的运行优化提供了诸多可供借鉴的方法，但其所提方法大多割裂了集群楼宇与主动配电网之间的关联性，集群楼宇优化调度方案的合理性存在一定疑问。特别是在实际运行中，主动配电网安全运行约束对集群楼宇供能方案的影响，以及主动配电网调节能力是否有助于集群楼宇最优调度方案的实现尚未得到充分考虑。传统的集群楼宇优化调度方法主要考虑自身特点进行优化，其优化调度方案忽略了主动配电网的影响，限制了集群楼宇供能经济性的最优。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种考虑主动配电网安全运行约束的楼宇集群多阶段优化调度方法，其考虑主动配电网安全运行约束对楼宇集群优化调度方案的影响，为楼宇集群提供更加经济可靠的供能调度方案。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种考虑主动配电网的楼宇集群多阶段优化调度方法，其包括：

构建主动配电网中考虑多个制热区域的楼宇热动态模型、主动配电网的数学模型；构建考虑主动配电网安全运行约束的楼宇集群多阶段优化调度模型，通过求解获得满足主动配电网安全运行约束的楼宇集群优化调度方案。

作为上述技术方案的补充，所述考虑多个制热区域的楼宇热动态模型的构建过程如下：

楼宇区域RC网络模型由热阻R与热容C组成，它们分别具有传输热与储蓄热的能力；节点有两种类型，墙体节点与室内空气节点，节点各自通过热阻相互连接，并经热容接地；一个制热/制冷区域对应着一组RC网络模型，楼宇模型则是由多个类似构造的区域聚合而成；为简单起见，每栋楼宇内的制热区域假设构造一致，因此在同种控制方法以及相同光照参数下，楼宇群中每个制热区域的HVAC系统功率一致，并以此为基础，通过楼宇HVAC系统，调节设备送风温度与送风质量流量，达到集中控制的目的；