[发明专利]一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法

说明书

本发明公开了一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法，属于电力系统需求响应技术领域。一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法，包括以下步骤：针对楼宇内部典型综合能源设备进行数学模型建模；考虑光伏出力不确定性特点，使用拉丁超立方方法进行抽样，使用模糊C均值法进行场景削减，得到典型日前光伏出力预测数据；与现有技术相比，本申请的一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法首先建立楼宇内部典型综合能源设备模型，然后使用拉丁超立方方法与模糊C均值法进行光伏场景预测与场景削减，最后使用能量母线式平衡方程式对楼宇侧综合能源系统进行楼宇用能优化。

技术领域

本发明涉及电力系统需求响应技术领域，具体涉及一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法。

背景技术

近些年来，随着可再生能源利用技术的不断发展，楼宇已成为节能减排的目标，传统的中国北方楼宇供暖的电热分离式模式，能源利用率较低，碳排量较大，且严重制约了热电联产机组的发电可调节区间。电力因其本身的特性无法长期储存，如果能够利用天然气或暖气等可以长期储存的能源形式对电力进行转换储存，弃风弃光等现象将大幅度减少。因此，如何在小规模范围内如楼宇内部实现主要能源，如冷热电负荷的相对平衡，降低总体碳排放，提高楼宇总能效，并能提高清洁能源消纳率，已成为能源工作的重要研究方向。目前主要通过各种分布在楼宇内部的分布式能源系统，以及多种低碳的为楼宇供能所提供的解决方法。

光伏作为综合能源系统系统中重要的分布式可再生能源，因其清洁环保的特点，很多用能系统均将其作为外部能源的来源，但其随机性大等缺点也为优化调度带来了困难。因此，考虑外界新式能源接入的综合能源系统模型建模与优化是目前电气学科研究综合能源系统的热点方向；为此本发明介绍了一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于光伏出力不确定性的楼宇用能优化方法，包括以下步骤：

步骤1：根据典型楼宇的用能设备构建设备能耗数学模型；

步骤2：通过拉丁超立方抽样法生成日前光伏功率场景，并基于模糊C均值法进行场景削减，对抽样样本进行处理并生成典型日前光伏出力预测数据；

步骤3：基于所述设备能耗数学模型和能量母线平衡方程式构建楼宇综合能源系统模型；

步骤4：基于混合整数线性规划方法和所述典型日前光伏出力预测数据求解所述楼宇综合能源系统模型的日运行最优结果。

进一步地，所述拉丁超立方抽样的日前光伏预测数据区间的上、下界限设为输出期望的±10％，其特征在于，所述拉丁超立方算法在进行样本抽样时，所生成的样本相关性矩阵会随着维数越高，其正定矩阵的数量越来越少，在进行大规模样本数据抽样时，需要对原有样本数据进行相关性矩阵正定改进。此处采用基于谱分解法的拉丁超立方采样法。假设样本的相关性矩阵P_real的特征值为λ_i，列向量为V_i。可得该相关性矩阵P_real的对角矩阵Λ，对该对角矩阵采用谱分解法可以得到新的对角标度矩阵Λ_U，其中ε_b为极小的正数，然后进行想要变化，可以得到经过谱分解法后的修正函数P'_real，具体函数关系式如下：

Λ:

Λ_U:

P'_real＝BB^T