建筑柔性用能的优化调节方法、装置、设备及存储介质

本申请属于电力，尤其涉及建筑柔性用能的优化调节方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在现代建筑管理中，建筑运营方通常面临着高昂的电力成本和需量电费负担的双重挑战。需量电费是根据建筑在一个计费周期内的最大用电功率计算的，它对建筑的电费支出有显著影响。随着建筑智能化和自动化水平的不断提升，建筑内各项设施对电力资源的需求也在不断增长。然而，电力资源的使用效率和成本控制依然是建筑在运营过程中亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种建筑柔性用能的优化调节方法、装置、设备及存储介质，能够降低建筑电力成本和需量电费的同时，提高建筑能源的使用效率。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种建筑柔性用能的优化调节方法，包括：

3、获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述建筑能源管理系统的发电功率；

4、将所述日前购电计划数据和所述发电功率输入至预先建立的混合整数非线性规划模型中，得到所述建筑能源管理系统中柔性负荷的调度方案，其中，所述混合整数非线性规划模型包括：目标函数和约束条件，所述目标函数包括：总电费最小，所述约束条件包括：所述建筑能源管理系统中各组成部分的实际运行限制；

5、基于所述调度方案对建筑能源管理系统进行调整。

6、在一些实施例中，总电费包括：电量电费加上需量电费，所述电量电费等于每个时间步的建筑能源管理系统的功率乘以时间步长的长度再乘以电价的加和，所述需量电费等于建筑能源管理系统在一天内的最大功率乘以需量电价。

7、在一些实施例中，所述建筑能源管理系统包括：光伏产电系统、刚性负荷、柔性负荷，柔性负荷包括：完全可调柔性负荷、部分可调柔性负荷、具有储能装置的柔性负荷，所述目标函数包括：

8、；

9、其中，；；

10、

11、为总电费，为电量电费，为需量电费，为t刻生产总的用能功率；表示t时刻刚性负荷的功率；表示t时刻完全可调柔性负荷的功率；表示t时刻部分可调柔性负荷的功率；和分别代表t时刻具有储能装置的柔性负荷的充电功率和放电功率，表示t时刻光伏产电系统的功率，是二元变量，分别为t时刻完全可调柔性负荷的开关状态、t时刻部分可调柔性负荷的开关状态、t时刻具有储能装置的柔性负荷充电的状态和t时刻具有储能装置的柔性负荷放电的状态，和分别表示t时刻日前购电计划数据的电费以及需量电价，n为一天内的时间步总和， t为时间步的长度。

12、在一些实施例中，所述约束条件包括：建筑能源管理系统的总耗电量约束、完全可调柔性负荷的约束、部分可调柔性负荷的约束、具有储能装置的柔性负荷的约束、最大功率的约束中的，其中，所述建筑能源管理系统的总耗电量约束等于刚性负荷耗电量加上完全可调柔性负荷的耗电量加上部分可调柔性负荷的耗电量加上具有储能装置的柔性负荷的充电量减去光伏产电系统的产电量减去具有储能装置的柔性负荷的放电量，所述完全可调柔性负荷的约束包括：每时刻的额定功率约束、一天总耗电量约束、一天内的最低运行时长约束和连续运行时间约束中的，所述部分可调柔性负荷的约束包括：每时刻的功率约束、负荷调节速率约束、一天内的最低运行时长约束和连续运行时间约束中，所述具有储能装置的柔性负荷的约束包括：每时刻的功率约束、具有储能装置的柔性负荷一天总耗电量大于等于日前用能计划的总耗电量、具有储能装置的柔性负荷在一天内至少完成一个充放电周期、具有储能装置的柔性负荷每个时间步的累计充电量大于等于放电量、具有储能装置的柔性负荷对应的储能装置每个时间步内只能充电或者放电、一天内的最低运行时长约束、连续运行时间约束。

13、在一些实施例中，所述部分可调柔性负荷包括：建筑冷热负荷及设备用电，

14、所述方法还包括：获取建筑冷热负荷及设备用电的影响因素，其中，所述影响因素包括：天气数据、人员信息、室内环境设定值范围等；

15、将所述影响因素输入机器学习模型中确定所述建筑冷热负荷及设备用电的每时刻的功率约束的范围。

16、在一些实施例中，所述获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述建筑能源管理系统的发电功率，包括：

17、获取所述建筑能源管理系统的历史购电计划数据；

18、基于所述历史购电计划数据确定所述建筑能源管理系统的日前购电计划数据；

19、获取天气数据，基于所述天气数据和历史发电数据确定所述建筑能源管理系统的发电功率。

20、在一些实施例中，所述方法还包括：

21、基于所述调度方案确定优化后的用能成本；

22、基于所述优化后的用能成本和所述日前购电计划数据对应的用能成本，对调度方案进行评估。

23、第二方面，本申请实施例提供一种建筑柔性用能的优化调节装置，包括：

24、获取模块，用于获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述建筑能源管理系统的发电功率；

25、计算模块，用于将所述日前购电计划数据和所述发电功率输入至预先建立的混合整数非线性规划模型中，得到所述建筑能源管理系统中柔性负荷的调度方案，其中，所述混合整数非线性规划模型包括：目标函数和约束条件，所述目标函数包括：总电费最小，所述约束条件包括：所述建筑能源管理系统中各组成部分的实际运行限制；

26、调整模块，用于基于所述调度方案对建筑能源管理系统进行调整。

27、第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

28、第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

29、第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得电子设备执行上述任一项所述的方法。

30、本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

31、本申请实施例提供的建筑柔性用能的优化调节方法，通过获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述建筑能源管理系统的发电功率；将所述日前购电计划数据和所述发电功率输入至预先建立的混合整数非线性规划模型中，得到所述建筑能源管理系统中柔性负荷的调度方案，其中，所述混合整数非线性规划模型包括：目标函数和约束条件，所述目标函数包括：总电费最小，所述约束条件包括：所述建筑能源管理系统中各组成部分的实际运行限制；基于所述调度方案对建筑能源管理系统进行调整，能够降低建筑电力成本和需量电费的同时，提高建筑能源的使用效率。

32、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种建筑柔性用能的优化调节方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，总电费包括：电量电费加上需量电费，所述电量电费等于每个时间步的建筑能源管理系统的功率乘以时间步长的长度再乘以电价的加和，所述需量电费等于建筑能源管理系统在一天内的最大功率乘以需量电价。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建筑能源管理系统包括：光伏产电系统、刚性负荷、柔性负荷，柔性负荷包括：完全可调柔性负荷、部分可调柔性负荷、具有储能装置的柔性负荷，所述目标函数包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：建筑能源管理系统的总耗电量约束、完全可调柔性负荷的约束、部分可调柔性负荷的约束、具有储能装置的柔性负荷的约束、最大功率的约束，其中，所述建筑能源管理系统的总耗电量约束等于刚性负荷耗电量加上完全可调柔性负荷的耗电量加上部分可调柔性负荷的耗电量加上具有储能装置的柔性负荷的充电量减去光伏产电系统的产电量减去具有储能装置的柔性负荷的放电量，所述完全可调柔性负荷的约束包括：每时刻的额定功率约束、一天总耗电量约束、一天内的最低运行时长约束和连续运行时间约束中的，所述部分可调柔性负荷的约束包括：每时刻的功率约束、负荷调节速率约束、一天内的最低运行时长约束和连续运行时间约束，所述具有储能装置的柔性负荷的约束包括：每时刻的功率约束、具有储能装置的柔性负荷一天总耗电量大于或等于日前用能计划的总耗电量、具有储能装置的柔性负荷在一天内至少完成一个充放电周期、具有储能装置的柔性负荷每个时间步的累计充电量大于或等于放电量、具有储能装置的柔性负荷对应的储能装置每个时间步内只能充电或者放电、一天内的最低运行时长约束、连续运行时间约束。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述部分可调柔性负荷包括：建筑冷热负荷及设备用电，

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述建筑能源管理系统的发电功率，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种建筑柔性用能的优化调节装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备， 包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本申请适用于电力技术领域，提供的一种建筑柔性用能的优化调节方法、装置、设备及存储介质，通过获取建筑能源管理系统的日前购电计划数据及所述能源管理系统的发电功率；将所述日前购电计划数据和所述发电功率输入至预先建立的混合整数非线性规划模型中，得到所述建筑能源管理系统中柔性负荷的调度方案，其中，所述混合整数非线性规划模型包括：目标函数和约束条件，所述目标函数包括：总电费最小，所述约束条件包括：所述建筑能源管理系统中各组成部分的实际运行限制；基于所述调度方案对建筑能源管理系统进行调整，能够降低建筑电力成本和需量电费的同时，提高建筑能源的使用效率。

技术研发人员：范成,梁德锟,卢萌彦,王慧龙
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23