[发明专利]基于用户负荷需求的分布式电采暖设备运行优化算法

说明书

基于用户负荷需求的分布式电采暖设备运行优化算法，包括输入当地分时电价曲线，待优化楼宇内的员工办公时间，室外温度曲线以及初始室内温度构建环境参数；针对不同房间的的窗墙比、材料导热系数及比热，构建房间热特性函数；输入电采暖设备运行参数，构建电采暖设备运行函数；依据房间使用特性，针对不同时间段设定不同目标温度，构建精细化目标温度函数；以运行电费最低为优化目标进行分布式电采暖设备出力的优化求解；针对每个房间逐步进行优化求解，采用混合整数规划求解各个房间的电采暖设备出力曲线。本发明以系统运行最优化为目标，实现了分布式电采暖设备最优化运行控制策略的开发，能够节约用电成本，具有较高的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种基于用户负荷需求的分布式电采暖设备运行优化算法。

背景技术

分布式电采暖是一种将电能转化为热能直接放热来满足供暖需求的零散采暖模式，以其较大的调节、控制与保证能力被用户所接受。近几年，北方地区越来越多的用户选择电采暖来代替传统的燃煤取暖，在助力能源革命的同时，也是发展绿色用能推动低碳减排的重要方式之一。随着大数据技术的成熟及用能需求的增加，越来越多的企业针对用能优化服务提出了多种业务模式及创新理念。

现有的电采暖控制系统中，采用适于人类生活和工作的环境温度作为唯一的温度设定值，导致一些对热量需求较低的区域无谓消耗了大量能源。事实上，建筑物的储热特性使分布式电采暖负荷具有时移特性，而电采暖负荷受建筑参数、室外环境、室内温度设定值等因素的影响，从而导致仅将生活和工作的环境温度作为唯一的温度设定值进行供暖无法实现舒适便捷供暖，会造成能源的浪费和舒适度的降低。因此，如何提供一种核实的分布式电采暖设备方法实现经济性和舒适性是目前所需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于用户负荷需求的分布式电采暖设备运行优化算法，通过电采暖设备参数和出力特点构建采暖源模型，针对不同房间的使用特性及不同的热需求构建精细化温度目标函数，并结合分时电价曲线，求解各采暖设备的出力曲线，实现分布式电采暖的经济性和舒适性。

本发明的技术方案是：基于用户负荷需求的分布式电采暖设备运行优化算法，包括以下步骤：

步骤一、输入当地分时电价曲线，待优化楼宇内的员工办公时间，室外温度曲线以及初始室内温度构建环境参数。

步骤二、针对房间i，输入该房间i的窗墙比、材料导热系数及比热，构建房间热特性函数，其中i为房间序号。

步骤三、输入电采暖设备运行参数，构建电采暖设备运行函数。

步骤四、依据房间使用特性，针对不同时间段设定不同目标温度，构建精细化目标温度函数。

步骤五、以运行电费最低为优化目标进行分布式电采暖设备出力的优化求解。

步骤六、针对每个房间逐步进行优化求解，输出电采暖设备出力曲线及房间室内温度曲线。

本发明进一步的技术方案是：所述构建房间热特性函数的计算步骤包括，

1 依据房间参数，窗墙比、材料导热系数及比热，计算房间热阻及热容。

2 构建房间热平衡方程，包括房间的得热函数及散热函数，其中，房间得热量为电采暖设备开启时产生的热量，房间散热量与室内外温差成比例，得到房间的散热量函数为：

（1）

其中，R_i为房间i的热阻；P_is^t为房间i在t时刻的散热量；T_iin^t为房间i在t时刻的室内温度；T_out^t房间i在t时刻的室外温度。

3 建筑物的储热量函数与室内空气、墙体材料等综合蓄热特性相关，其计算公式为：

（2）