考虑需求响应的办公楼宇能量优化管理研究

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随着智能电网和能源技术的进步,需求响应逐渐成为用户参与电力系统运行的一种手段,办公楼宇是一种重要的需求响应资源,如何提升其响应潜力和资源利用率逐步成为人们关注的热点。论文以提升办公楼宇的用电经济性为主要目的,提出了考虑需求响应的办公楼宇负荷优化和能量管理方案;同时考虑天气情况,对楼宇微网系统的能量调度和负荷优化进行了研究。论文的具体工作如下:(1)根据楼宇的用能特点,将负荷分类。针对负荷的运行特性,选取具备响应潜力空调和照明负荷进行调控。在此基础上考虑设备约束条件,建立了柔性负荷、可削减负荷模型、光伏发电和储能系统模型;其中柔性负荷模型在考虑了建筑体本身的储热特性和外界的实时光环境辐射的扰动并加以修正,同时引入温度特征量,解除室内温度与各时刻空调开关状态之间的强耦合性;采用日光动态照度模型预测室内自然光照度,利用日光补偿进行照明负荷的削减来建立照明负荷的调控模型。(2)针对楼宇能量调度系统非线性、时变的问题,提出一种改进的量子遗传算法;通过动态调整量子旋转门,改变量子态的概率,执行Hadamrad门的变异操作,来提高量子遗传算法的性能;最后采用四种测试函数来验证改进后的算法在迭代速度和求解精度上的提升。(3)考虑用电成本、储能折损、用电舒适性和电网侧峰谷差波动的因素,建立基于分时电价的优化目标;利用改进的量子遗传算法进行求解,并基于天气分类决策控制方案运行。仿真结果表明该方法在所提问题中的适用性和经济性,在保证用电舒适性的同时能够有效降低楼宇的用电成本和储能折损费用。特别地,在阴天天气下能更好的寻找到最佳的功率经济平衡点。
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