[发明专利]需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度方法

说明书

一种需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度方法，包括：建立以建筑热平衡理论为基础的建筑虚拟储能模型，包括室内空气热平衡模型、围护结构热平衡模型和建筑虚拟储能功率的数学模型；建立需求响应机制下能源站的经济调度模型，包括用户冷热负荷的需求响应机制、能源站整体运行收益最大化的目标函数和对能量平衡和室内温度舒适度的约束条件。本发明能够有效优化能源站的设备出力，实现能源站与用户收益共享，更大程度地为现有综合能源站的高效经济运行提供支撑，在实际的综合能源系统调度控制中具有一定的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种能源站经济调度方法。特别是涉及一种适用于综合能源系统的运行调度方案制定的需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度方法。

背景技术

综合能源系统是指在规划、建设和运行等过程中，通过对能源的产生、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后，形成的产供销一体化系统。能源站是综合能源系统的重要枢纽，可以通过多能互补与集成优化，提高系统能源供需协调能力。为了满足服务范围内的能源供给、实现能源的安全节能运行，根据用户冷热负荷需求来制定合理的综合能源站运行调度方案具有重要意义。

目前，国内外已有部分研究将建筑虚拟储能应用于综合能源系统的运行调度中。有人通过建立基于建筑等效热容、等效热阻的一阶状态模型表征室温变化与采暖制冷功率的关系，有人针对地板辐射供暖制冷系统建立了一阶等效模型对住宅处的微电网进行优化调度，但上述方法均以热阻/热容模型或基本热平衡模型表示用户的冷热需求，忽略了围护结构内部的传热过程以及蓄热特性，且对影响室内温度因素考虑不全面。除了建筑虚拟储能之外，也有部分研究在综合能源系统的运行调度中考虑了冷热需求响应的影响。有人构建了价格型热负荷的需求响应模型参与优化调度，有人提出了基于用户激励型冷热负荷需求响应机制的能量管理策略，但上述方法没有考虑到用户在不同温度存在的体感舒适度差异。

由于建筑具有虚拟储能特性，能够在一定程度上调节用户的冷热需求，在不影响用户舒适度的前提下，可以将其与需求响应相结合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效优化能源站的设备出力，实现能源站与用户收益共享，更大程度地为现有综合能源站高效经济运行提供支撑的需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度方法。

本发明所采用的技术方案是：一种需求响应机制下含建筑虚拟储能的能源站经济调度方法，包括如下步骤：

1)建立以建筑热平衡理论为基础的建筑虚拟储能模型，包括室内空气热平衡模型、围护结构热平衡模型和建筑虚拟储能功率的数学模型；

2)建立需求响应机制下能源站的经济调度模型，包括用户冷热负荷的需求响应机制、能源站整体运行收益最大化的目标函数和对能量平衡和室内温度舒适度的约束条件。

步骤1)所述的围护结构热平衡模型如下式：

式中，T_out表示室外温度；T_j表示第j层墙体的节点温度；s_j表示第j层墙体的面积；c_j表示第j层墙体的热容；ρ_j表示第j层墙体的密度；Δx_j表示第j层墙体的厚度；λ_j表示第j层墙体的导热系数；q_co表示围护结构内表面与空气的对流换热量；q_so表示内表面接受透过外窗的太阳辐射热；