[发明专利]基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法

说明书

本申请属于能源利用技术领域，尤其涉及一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法。热电联供机组(CHP)因为其热电联产模式，能源利用效率远高于单独产热或产电的机组。但是CHP机组的建筑物热电调度存在着准确度差、效率不高且浪费资源的问题。本申请提供一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，每隔Δt调度一次，类似于变频效果，可使CHP机组与现实情况中的室外环境温度高度配合，满足了建筑物供热的需求的同时避免资源浪费，更具经济性，本申请使CHP机组天然气消耗量的质量流速调度更加精确，节约成本同时对环境更友好，适于在行业内推广应用。

技术领域

本申请涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法。

背景技术

热电联供机组(CHP)因为其热电联产模式，能源利用效率远高于单独产热或产电的机组。因此以CHP机组为核心，构建分布式综合能源系统，满足区域供热和部分的供电需求已经成为一个切实可行的能源供应推广方案。而其中核心为热电联合调度的方法，合理的热电联合调度方法，在满足供热供电需求的同时，能够节约化石能源，具有良好的环境效益和经济效益。

综合能源系统组成复杂，耦合元件较多，各个能源子系统之间的研究方法、时间尺度、系统惯性等差异显著，联合调度难度较大。在目前热电联合优化调度的研究中，热负载一般假定认为是已知的，在实际运行中热负荷也大多为估计值；而现有研究中对于具体热负载的物理模型，以及热负荷与外界环境温度之间的变化关系并没有详细阐述，这不利于热电联合优化调度结果的准确性。

考虑到人体期望的舒适室内温度，基于静态的热平衡等式，通过采取较小的仿真时长，并考虑建筑物室内温度与室外温度差所带来的热耗散，提出建筑物的动态热平衡模型，以反映热负荷的动态变化过程，以及建筑物自身所具有的一定储热特性，该储热特性可以为热电联合调度提供一定的柔性，在此基础上将热能和电能的供需协同优化统一在一个优化框架中。以便解决现有的热电联合调度方案准确度差、效率不高的问题。

发明内容

本申请提供了一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，以解决现有的热电联合调度方案准确度差、效率不高的问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种基于柔性动态热平衡的建筑物热电调度方法，包括以下步骤：

设定调度时间间隔Δt，设定建筑物室内温度T_in,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定建筑物室外温度T_out,t0+nΔt(n＝0，1，…)，设定舒适温度T_in，其中，和分别为舒适温度的下限和上限；

根据建筑物室内温度T_in,t0+nΔt和建筑物室外温度T_out,t0+nΔt，求解建筑物热耗散功率，公式如下：

P_{h_out,t0+nΔt}＝KS(T_in,t0+nΔt-T_out,t0+nΔt)β(n＝0，1，…)

式中，P_{h_out,t0+nΔt}为_t0+nΔt时刻下的建筑物热耗散功率，K为围栏结构传热系数，S为围栏结构的面积，β为耗散修正系数；

根据建筑物室内温度在两个相距Δt时刻之间变化所需要的动态热量与CHP机组输出的热功率及建筑物耗散热功率之间的等式关系，求解CHP机组输出的热功率P_{chp_h,t0+nΔt}，公式如下：

式中，CM为等效的建筑物比热容与质量乘积；

根据固定热电比CHP机组消耗的天然气与产生的电功率以及热功率的关系式：