[发明专利]一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法

说明书

本发明一种零能耗建筑系统电‑氢‑热双层能量优化调控方法，属于能源优化与调度技术领域；包括S1、建立状态空间模型；S2、构造经济优化目标函数及约束；S3、提出状态控制功率偏差修正策略；S4、提出双层能量优化调控策略。本发明对零能耗建筑电、氢、热耦合系统功率调控进行分析，从而解决风光发电波动性平抑及供能系统低碳化需求问题，是一种具有较高实际应用价值的系统能量优化调控方法。

技术领域

本发明属于能源优化与调度技术领域，尤其涉及一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法。

背景技术

针对建筑用能去碳化、经济化的需求，提出了一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法。根据建筑用能特性，构建含风、光、氢的零能耗(零碳)建筑能源拓扑结构，明确系统电、氢、热能量供需互动机制，将零能耗建筑系统能量管理以不同时间尺度划分为经济优化层与实时功率调控层，针对经济优化层，提出电-氢-热经济优化管理方法；针对实时功率调控层，提出基于状态控制的实时功率偏差修正策略。研究零能耗建筑能量管理方法，对含风光氢异质能源的零能耗建筑系统优化运行提供一定指导意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法，以解决风光发电波动性平抑及供能系统低碳化需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法的具体技术方案如下：

一种零能耗建筑系统电-氢-热双层能量优化调控方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：

步骤S1、零能耗建筑系统状态空间模型；

步骤S2、构造经济优化目标函数及约束；

步骤S3、提出状态控制功率偏差修正策略；

步骤S4、提出双层能量优化调控策略。

进一步，所述步骤S1零能耗建筑系统状态空间模型具体步骤如下：

系统控制变量矩阵、状态变量矩阵、输出变量矩阵、扰动变量矩阵为：

其中：x为状态变量，u为控制变量，y为输出变量，w为扰动变量，W_h为建筑热负荷扰动，E_h为储热罐储热量，W_H2为氢负荷扰动，P_el为电解槽功率，P_bat为蓄电池功率，P_fc为燃料电池功率，LOH为氢水平，SOC为荷电状态。

零能耗建筑系统线性离散系统状态空间标准表达为：

其中：A为系统矩阵，B为控制矩阵，M_w为扰动矩阵，C为输出矩阵，x为状态变量，u为控制变量，y为输出变量，w为扰动变量，k为当前时刻，k+1为下一时刻。

零能耗建筑系统中系统矩阵、控制矩阵、输出矩阵、扰动矩阵为：

其中：α1、α2、α3、α4、α5为常数，A为系统矩阵，B为控制矩阵，M_w为扰动矩阵，C为输出矩阵。

进一步，所述步骤S2、构造经济优化目标函数及约束具体步骤如下：

零能耗建筑系统的预测净功率值为：

P_net＝P_wt+P_pv-P_load-P_ev-P_grid (4)