智能建筑能量管理系統(tǒng)優(yōu)化控制模型研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展和大型建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑能耗占社會總能耗的比重不斷增加。據(jù)美國能源信息署研究數(shù)據(jù)顯示，建筑能耗占社會總能耗的比重接近40%，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，我國建筑能耗占社會總能耗的比重已達(dá)到27.45%，最終還將持續(xù)上升至35%左右，建筑節(jié)能降耗越來越受到大家的關(guān)注并已成為目前迫切需要解決的問題。建筑能量管理系統(tǒng)的任務(wù)是在滿足室內(nèi)環(huán)境舒適度指標(biāo)的前提下，對建筑系統(tǒng)內(nèi)的能量流動進(jìn)行管理和控制，保證建筑系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行。

2、建筑光伏發(fā)電功率出力的隨機波動、建筑負(fù)荷能耗的不確定性、需求側(cè)響應(yīng)和分時電價等因素是智能電網(wǎng)背景下建筑能量管理系統(tǒng)優(yōu)化運行面臨的新問題，開展智能建筑能量管理系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的研究具有重要的理論意義與應(yīng)用價值。
　　本論文首先對建筑內(nèi)各類型電源、負(fù)荷及儲能裝置進(jìn)行了分類研究，分析了其各自的運行特性并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。其次，分析了影響建筑室內(nèi)舒適度的主要環(huán)境因素并建立了各環(huán)境參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。第三，利用建筑光伏出力、負(fù)荷功率及室外溫

3、度的預(yù)測值，以最大化建筑系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和室內(nèi)舒適度為目標(biāo)，聯(lián)合日前、日內(nèi)兩個時間尺度建立智能建筑能量管理系統(tǒng)兩階段優(yōu)化模型。日前優(yōu)化以最大化系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，日內(nèi)優(yōu)化則在日前優(yōu)化的基礎(chǔ)上綜合考慮系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和用戶舒適度建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。通過兩個不同時間尺度的協(xié)同優(yōu)化，以實現(xiàn)多類型電源、負(fù)荷及儲能的“源-荷-儲”多能互補優(yōu)化運行。算例分析表明，使用該多時間尺度優(yōu)化方法可以保證優(yōu)化的實時性，在基本不影響用戶舒適度的前提下提高經(jīng)濟(jì)性。最后，使

4、用EnergyPlus軟件建立建筑三維立體模型，分析室內(nèi)環(huán)境與建筑能耗之間的關(guān)系，通過需求側(cè)管理中的直接負(fù)荷控制方法在用戶允許的范圍內(nèi)通過適當(dāng)改變室內(nèi)環(huán)境參數(shù)來實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的節(jié)能降耗。將需求側(cè)管理控制策略與電源的優(yōu)化相結(jié)合，從負(fù)荷及電源兩個角度對建筑能量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化管理，在幾乎不影響用戶舒適度的前提下降低建筑能耗，提高建筑系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。采用實際數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果表明，使用該優(yōu)化控制方法在很大程度上降低了建筑能耗，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，有效地改善