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建筑耗能在能源消费总量中占了接近三成,目前包括我国在内的很多国家把建筑节能作为一项基本国策并给予高度关注。其中,大型公共建筑面积仅占建筑总面积的5%~6%,而其能耗却占建筑总能耗的22%,研究大型公共建筑节能刻不容缓。另外,微网系统应用风电、光伏等可再生能源发电,节约资源的同时减少了环境污染。目前,将微网技术与公共建筑节能相结合已经成为了公共建筑节能的一个发展趋势。 本文首先介绍了楼宇能量管理研究的历程,并阐述了楼宇能源管理系统(BEMS)的特点与功能。并对楼宇主要耗电分项空调系统、照明系统、电动系统这三个主要分项的能效评估进行了深入研究,详细介绍了上述各分项的基本特点,列出了能效建模及评估指标体系,并给出了能效诊断及提升策略。接着阐述了分布式电源(DG)及其与微网能量管理的关系,分析了微网能量管理的研究重点。 本文随后设计了楼宇微网的结构。楼宇微网配备楼宇微网能量管理系统,对上接收当地电网下发的停电信息和实时电价信息,对楼宇整体进行用能优化并制定楼宇的短中期用能计划。楼宇微网能量管理系统具体功能模块包括日前用电计划、电力负荷迁移等八个模块。本文详细介绍了每一模块的功能和技术方案。 最后,本文构建了一个具体的楼宇微网算例,以系统运行费用最小为目标,综合考虑系统的能量平衡约束以及系统内各单元的运行约束,对算例进行建模,然后对系统的运行方案即各可控单元在各时段的运行计划进行优化控制,主要是对燃料电池、蓄电池、蓄冰装置这三个可控单元进行优化控制,采用粒子群优化算法对以上模型进行求解,在Visual C++6.0环境下采用C++语言编制程序。对夏季、冬季、过渡季的典型日优化结果分析表明,该算法能够合理安排燃料电池、蓄电池、蓄冰槽这三个可控单元的运行计划,比不使用该算法优化时有效节约运行费用5%左右,故该算法可应用于楼宇微网的能量管理系统,实现可控单元经济调度,降低费用。