[发明专利]一种近零能耗建筑自我用电最大化优化方法及系统

说明书

本公开提供了一种近零能耗建筑自我用电最大化优化方法及系统，包括：确定发电段和用电段开始时刻的电池储能系统荷电状态的最大限值，并确定用电高峰时段开始时的最优电池荷电状态；以电池储能系统荷电状态的最大限值以及高峰时段开始时的最优电池核电状态作为约束条件，对非用电高峰时段的电池储能系统进行优化调度，实现近零能耗建筑自我用电的最大化。所述方案通过对用电高峰时段电池储能系统荷电状态的优化求解以及非高峰时段的电池储能系统的调度，有效提高了光伏发电产生电能的利用率，保证了近零能耗建筑自我用电的最大化。

技术领域

本公开属于能源用电优化技术领域，尤其涉及一种近零能耗建筑自我用电最大化优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近零能耗建筑(nZEB：Nearly Zero EnergyBuilding)指通过被动式技术手段，最大幅度降低建筑供暖供冷需求，最大幅度提高能源设备与系统效率，利用可再生能源，优化能源系统运行，以最少的能源消耗提供舒适室内环境。

发明人发现，现有的近零能耗建筑系统仅仅是利用光伏发电等可再生能源系统来完全或部分替代外部电网的电能，实现对建筑内能源系统的优化运行，其现有的实现方式上存在非用电高峰时段光伏发电所产生电能的浪费以及用电高峰时段过度从外部电网获取电能的问题，其对于光伏发电利用率较低。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种近零能耗建筑自我用电最大化优化方法及系统，所述方案通过对用电高峰时段电池储能系统荷电状态的优化求解以及非高峰时段的电池储能系统的调度，有效提高了光伏发电产生电能的利用率，保证了近零能耗建筑自我用电的最大化。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种近零能耗建筑自我用电最大化优化方法，该建筑内包括用电设备、光伏阵列及电池储能系统，且接入外部电网，所述方法包括：

基于建筑内用电历史数据及光伏发电历史数据，确定日内各发电段及用电段的光伏发电量及负荷需求的预测值，并基于所述预测值确定用电高峰时段及非高峰时段；

在用电高峰时段，以电池储能系统的剩余容量，满足光伏发电量除负荷需求外剩余电量存储为目标，确定发电段和用电段开始时刻的电池储能系统荷电状态的最大限值；

以用电高峰时段释放电池储能系统中全部能量为目标，获得用电高峰时段开始时的最优电池荷电状态；

以电池储能系统荷电状态的最大限值以及高峰时段开始时的最优电池核电状态作为约束条件，对非用电高峰时段的电池储能系统进行优化调度，实现近零能耗建筑自我用电的最大化。

进一步的，所述确定发电段和用电段开始时刻的电池储能系统荷电状态的最大限值，具体为：

当光伏发电功率大于负载需求功率时，计算所述电池储能系统的空闲电池容量恰好存储该时段光伏发电功率时的电池储能系统荷电状态值，以此时的电池储能系统荷电状态值作为最大限值；

当光伏发电功率小于等于负载需求功率时，无最大限值。

进一步的，所述获得用电高峰时段开始时的最优电池荷电状态，其求解过程为：

当负载需求功率大于光伏发电功率时，以当前时段到用电高峰时段的第一个小时中每个用电段的额外能源需求之和，作为当前时段的最优电池荷电状态；

当负载需求功率不大于光伏发电功率时，当前时段的最优电池荷电状态为当前的负载需求功率。

进一步的，所述电池储能系统荷电状态调度还需满足电池储能系统的能量容量限制以及电池放电/充电速率边界的约束。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种近零能耗建筑自我用电最大化优化系统，包括：