[发明专利]一种计及智能楼宇热储特性的电热综合能源系统调度方法

说明书

本发明公开了一种计及智能楼宇热储特性的电热综合能源系统调度方法，将智能楼宇热力学等效热参数微分方程转化为调度人员所熟知的热储能模型，使得调度人员在对智能楼宇进行调度时能采用与常规储能相同的调度方式，为相关调度人员提供了巨大的便利。本发明在电热综合能源系统调度中考虑智能楼宇的热储特性，使得调度人员能通过对智能楼宇的调度提高电热综合能源系统的灵活性，从而提高对可再生能源的消纳。

技术领域

本发明属于电力系统能源调度领域，特别涉及了一种电热综合能源系统调度方法。

背景技术

根据中国建筑节能协会能耗统计专委会发布的报告显示，2018年中国建筑能源消费总量为8.99亿吨标准煤，占全国能源消费总量的20.6％。随着中国城市化水平的提高和能源结构的调整，这一比例将持续增长。并且，随着智能设备(如智能电表)的不断普及，楼宇将逐渐朝着智能化的方向发展。

在我国“三北”地区的可再生能源消纳问题尤为凸显，而热电联产机组的电热制约关系和“以热定电”的运行模式是导致我国“三北地区”可再生能源消纳困难的主要原因。智能楼宇的室内温度可根据实际情况调节，当室内温度小幅度波动时，用户的热舒适度基本不受影响。例如，我国现行的室内温度质量标准指出，冬季民用建筑的室内供暖温度可在16-24℃变化。因此，智能楼宇可视为一种调控潜力巨大且经济性良好的需求响应资源。将智能楼宇纳入电热综合能源调度中，能最大程度地挖掘智能楼宇的需求响应潜力，提高电热综合能源调度的灵活性和对可再生能源的消纳能力。

然而，作为一种新型资源，调度人员对智能楼宇的结构、模型和参数比较陌生，这给智能楼宇调度带来一定的壁垒。而且，由于用户隐私、数量规模等原因，综合能源系统调度人员无法直接掌握用户详细的用热信息并完成对海量用户的直接调控。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种计及智能楼宇热储特性的电热综合能源系统调度方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种计及智能楼宇热储特性的电热综合能源系统调度方法，包括以下步骤：

(1)求解智能楼宇一阶热力学等效热参数微分方程，获得方程的特解形式；

(2)定义虚拟热储能的储放热功率、储热状态、自放热系数和储放热效率，并代入步骤(1)获得的方程特解形式，得到智能楼宇等效虚拟热储能模型；

(3)将步骤(2)获得的智能楼宇等效虚拟热储能模型纳入电热综合能源系统调度模型中，构建计及智能楼宇热储特性的电热综合能源系统协同调度优化模型；

(4)求解步骤(3)中构建的电热综合能源系统协同调度优化模型，获得电热综合能源系统的调度决策。

进一步地，步骤(1)的具体过程如下：

(101)将智能楼宇热动态特性表示为一阶热力学等效热参数微分方程：

上式中，下标t表示调度时刻；为t时刻智能楼宇热负荷；K^HC和K^HLC分别为智能楼宇等效热容量和热损失系数；T_t^I和T_t^A分别为t时刻室内和室外温度；dT_t^I为t时刻室内温度的微分；dt为时间的微分；

(102)考虑t-1到t时刻的室内温度变化情况，该一阶热力学等效热参数微分方程满足t-1时刻室内温度为的初始条件，求解一阶热力学等效热参数微分方程并代入初始条件，得如下特解形式：

上式中，e为自然常数。