一种商业楼宇各级精细用电调减系数法

摘要

本发明公开了一种商业楼宇各级精细用电调减系数法，解决了现有技术的不足，首先对商业楼宇参与精细用电较为关注的温度舒适度、照度舒适度和经济效益进行建模，分别建立温度舒适度、照度舒适度和经济效益与商业楼宇各类负荷的数据模型，各类负荷包括空调负荷、照明负荷、动力负荷和LED大屏负荷；然后引入各类负荷负载率和调减系数的概念，并通过归一化处理和分配指数将该多目标优化模型转化为单目标优化模型，最后求解出商业楼宇参与各级精细用电时在满足温度舒适度、照度舒适度和经济效益共同最佳的情况下各类负荷应调减的百分比值。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化术，尤其是指一种商业楼宇各级精细用电调减系数法，属于需求响应的技术领域。

背景技术

城市化水平的不断提高，产业结构的持续调整，导致中国城市能源的需求量快速增长，而当前全国又面临电力供应紧张的局面，因此亟需有效调动各类参与高弹性电网的建设与调节中来。

随着经济水平的快速增长，经济结构的不断优化，以楼宇经济、数字产业为代表的第三产业正在崛起，其用电量也在不断攀升。第三产业主要包括仓储和邮政业、信息传输、计算机服务和软件业，金融业，租赁与商务服务业等，以楼宇办公为主。因此，如何有效精准有效地控制商业综合体、办公楼、酒店、宾馆、公共机构等楼宇粗放式的用电需求，引导商业楼宇用户优化用电策略，实时精细化、数字化的用电管理策略，从快速增长的“楼宇经济”中“找资源”“要负荷”是目前商业楼宇能耗和碳耗控制的重中之重。

商业楼宇的负荷类型主要为空调、照明、动力、LED大屏等，由于楼宇可控负荷运行方式灵活，电力调度中心可通过直接控制或价格激励措施，有效管理楼宇系统能耗，降低楼宇运行成本，提高电网运行经济性和安全性。因此，对商业楼宇参与精细用电的策略开展研究，构建商业楼宇各级精细用电调减系数模型，确定其参与各级精细用电下各类负荷应响应的调减百分比，是一项具有现实意义的迫切任务。

现有的商业楼宇用能灵活调控策略的研究主要集中在空调负荷上，缺乏对商业楼宇各类负荷的灵活调控策略，且对温度舒适度、照度舒适度和经济效益没有进行多维度的同时考量，所构建的模型对商业楼宇电气负责人的可实施性和可操作性不强。本申请旨在兼顾楼宇温度舒适度、照度舒适度及经济效益的同时通过科学有效调节商业楼宇各类负荷值实现楼宇参与各级精细用电的最优调控。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种商业楼宇各级精细用电调减系数法，以商业楼宇参与各级精细用电温度舒适度、照度舒适度及经济效益同时最佳为目标，充分计及各类负荷调减系数与温度舒适度、照度舒适度和经济效益之间的相关性，实现了商业楼宇参与各级精细用电最优调控的方法，解决了现有商业楼宇用能灵活调控策略研究鲜有多维度、全负荷、可操作的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种商业楼宇各级精细用电调减系数法，首先对商业楼宇参与精细用电较为关注的温度舒适度、照度舒适度和经济效益进行建模，分别建立温度舒适度、照度舒适度和经济效益与商业楼宇各类负荷的数据模型，各类负荷包括空调负荷、照明负荷、动力负荷和LED大屏负荷；然后引入各类负荷负载率和调减系数的概念，并通过归一化处理和分配指数将该多目标优化模型转化为单目标优化模型，最后求解出商业楼宇参与各级精细用电时在满足温度舒适度、照度舒适度和经济效益共同最佳的情况下各类负荷应调减的百分比值。

作为优选，商业楼宇参与精细用电时，其空调、照明、动力、LED大屏及其他负荷这5种负荷应响应的压减负荷值所对应的调减系数为控制变量：[x

其中ΔP

作为优选，商业楼宇温度舒适度与商业楼宇负荷之间的数学模型具体为：

K

其中K

作为优选，商业楼宇照度舒适度与楼宇负荷之间的数学模型具体为：

其中K

作为优选，商业楼宇参与精细用电的经济效益与楼宇负荷之间的数学模型具体为：

作为优选，所构建的温度舒适度、照度舒适度和经济效益与商业楼宇各类负荷之间的数学模型，由于这三种评价指标的量纲不同，因此在构建商业楼宇精细用电最优调控模型前对这三个指标进行了归一化处理，温度舒适度的归一化处理为：

作为优选，所述精细用电最优调控模型为：

通过对温度舒适度指标、照度舒适度和经济效益指标设置不同的权重系数，反映商业楼宇对于这三种指标的重视程度；x表示各类负荷压减百分比向量，x

本发明的有益效果是：

(1)本申请提出的商业楼宇各级精细用电调减系数法，充分计及各类负荷调减系数与温度舒适度、照度舒适度和经济效益之间的相关性，建立以商业楼宇参与各级精细用电温度舒适度、照度舒适度及经济效益同时最佳为目标的商业楼宇精细用电最优调控模型，通过商业楼宇各类负荷响应精细用电的调减系数决策变量的调节实现商业楼宇参与各级精细用电最优调控。极大地提高了商业楼宇参与精细用电负荷调控的科学性和有效性，而且以各类负荷的调减系数为调节标的，具有较好的可操作性和可实施性，方便商业楼宇电气负责人安全、准确、高效地完成精细用电负荷调控。

(2)本申请所提出的模型以商业楼宇为建模对象，有效调动了楼宇内各类负荷有效参与精细用电，且兼顾了商业楼宇参与精细用电的用户满意度，即温度舒适性、照度舒适性与经济价值，使结果更符合实际用能决策。

附图说明

图1是本发明的一种流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

考虑到商业楼宇参与精细用电较为对其温度舒适度、照度舒适度和精细用电经济效益较为关注，本申请基于商业楼宇各类负荷的基本运行参数，提出了一种商业楼宇各级精细用电调减系数法如图1所示，该方法包括下述5个步骤。

步骤1)采用如下公式对商业楼宇温度舒适度进行建模。

K

T

式(1)、式(2)中，以室内最佳温度与用户设定温度之间的偏差的平方值作为空气温度舒适度的评价标准，K

步骤2)采用如下公式对商业楼宇照度舒适度进行建模。

K

式(3)、式(4)、式(5)中，以室内最佳照度与平均照度之间偏差的平方值作为照度舒适度的评价标准，K

步骤3)采用如下公式对商业楼宇精细用电经济效益进行建模。

式(6)中，profit表示商业楼宇参与精细用电获得的经济效益(需求响应或有序用电)，ρ

步骤4)对商业楼宇精细用电所关心的温度舒适度、照度舒适度和经济效益这三个指标进行归一化处理，消除量纲影响：

式(7)、式(8)、式(9)中，F

步骤5)引入权重系数，结合归一化处理结果，采用线性加权法将多目标优化转化单目标优化：

式(10)中，F表示综合优化目标；α、β、γ分别为温度舒适度指标、照度舒适度和经济效益指标的权重系数，满足α+β+γ＝1。通过对温度舒适度指标、照度舒适度和经济效益指标设置不同的权重系数，可以体现商业楼宇对于这三种指标的重视程度；x表示各类负荷压减百分比向量，x

通过该模型可确定商业楼宇参与精细用电各类负荷的调减系数，从而求解出商业楼宇参与各级精细用电时在满足温度舒适度、照度舒适度和经济效益共同最佳的情况下各类负荷应调减的具体负荷值，从而为商业楼宇参与精细用电提供负荷调控上的科学依据。

总之，本发明是一种基于商业楼宇各类负荷特性及日常负载率情况的，以温度舒适度最佳、照度舒适度最佳和精细用电经济效益最大为目标的商业楼宇参与各级精细用电的负荷调减的方法，该方法可以确定商业楼宇参与各级精细用电最佳的各类负荷调减系数，基于该调减系数可确定该商业楼宇参与不同等级精细用电时应调减的具体负荷值，从而为商业楼宇参与不同等级精细用电提供科学依据。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。