一种楼宇能源系统的优化方法、系统、电子设备及介质与流程

本发明涉及能源领域，特别是涉及一种楼宇能源系统的优化方法、系统、电子设备及介质。

背景技术：

1、楼宇的能源消耗在全球能源消耗中占有显著比例，其碳排放量也占据全球碳排放总量较大的比例，随着城市化进程的不断推进，建筑领域的能源需求也在不断增加，如何确保可持续供应能源的同时，有效控制楼宇的能源系统消耗并减少碳排放总量成为急需解决的问题。因此对于楼宇建筑的能效管理以及成本管理的关注正在逐渐增加，现有技术中对于楼宇能源系统的设计过程仍然更多地侧重于不同能源的能源类型优化配置的规划阶段，而较少关注建筑运行阶段的楼宇能源系统的能效水平，导致楼宇能源系统仍然存在高能耗和低能效的问题，无法有效降低楼宇能源系统的成本以及碳排放量。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种楼宇能源系统的优化方法、系统、电子设备及介质，通过考虑能源供应、能源转换、能源传输、能源存储以及能源需求各个环节中影响能效的多个因素，建立了楼宇能源系统的能效分析模型，在尽量降低成本以及满足功能约束条件的情况下满足楼宇对于各种负荷的需求，同时在成本计算模块中考虑了低碳奖励成本，全面考虑了能效、成本以及碳排放的多方面需求，有效实现了楼宇能源系统的成本以及碳排放量的降低。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种楼宇能源系统的优化方法，包括：

3、基于楼宇的能源需求情况构建所述楼宇的楼宇能源系统的能效分析模型，所述楼宇能源系统包括能源供应子系统、能源转换子系统、能源传输子系统和能源存储子系统；

4、根据所述能效分析模型确定所述楼宇的负荷总需求，所述楼宇的负荷总需求包括电负荷需求、热负荷需求和冷负荷需求；

5、基于所述能效分析模型确定所述楼宇能源系统的成本计算模型，所述楼宇能源系统的成本包括购能费用、负荷调整成本和低碳奖励成本；

6、以满足所述负荷总需求和所述楼宇能源系统的供能约束条件为前提，确定成本最低的楼宇能源系统的供能方案。

7、可选地，所述基于楼宇的能源需求情况构建所述楼宇的楼宇能源系统的能效分析模型，包括：

8、基于所述楼宇能源系统的外购电需求量与所述楼宇的电能需求量相等的条件构建能源供应子系统的外购电需求量公式，基于所述楼宇能源系统的天然气需求量与天然气消耗量相等的条件构建能源供应子系统的天然气需求量公式，并基于所述外购电需求量公式和所述天然气需求量公式计算所述楼宇能源系统的一次能源消耗量；

9、确定能源转换子系统的电能输出公式、热能输出公式和冷能输出公式；

10、基于所述电能输出公式、热能输出公式、冷能输出公式、所述楼宇能源系统的外购电需求量和所述楼宇能源系统的一次能源消耗量构建能源转换子系统的能效分析模型；

11、基于所述电能的传输损耗、所述热能的传输损耗和所述冷能的传输损耗构建能源传输子系统的能效分析模型；

12、基于所述楼宇能源系统的储能设备的效率构建能源存储子系统的能效分析模型。

13、可选地，所述根据所述能效分析模型确定所述楼宇的负荷总需求，包括：

14、基于所述能源转换子系统的能效分析模型、所述能源传输子系统的能效分析模型和所述能源存储子系统的能效分析模型确定所述楼宇的电负荷需求公式、热负荷需求公式和冷负荷需求公式；

15、基于所述电负荷需求公式、所述热负荷需求公式和所述冷负荷需求公式确定楼宇对于各类能源的负荷总需求；

16、所述电负荷需求公式为：

17、

18、其中，le为电负荷需求，eout,e为能源转换子系统的电能输出量，ek为能源转换子系统的热能输出量和冷能输出量的和，etr,e为电能的传输损耗，ηtr,e为电能的传输效率，se为储能设备中的储电设备容量，ηs,e为储电设备的效率；

19、所述热负荷需求公式为：

20、

21、其中，lh为热负荷需求,eout,h为能源转换子系统的热能输出量，etr,h为热能的传输损耗，ηtr,h为热能的传输效率，sh为储能设备中的储热设备容量，ηs,h为储热设备的效率；

22、所述冷负荷需求公式为：

23、

24、其中，lc为冷负荷需求，eout,c为能源转换子系统的冷能输出量，etr,c为冷能的传输损耗，ηtr,c为冷能的传输效率，sc为储能设备中的储冷设备容量，ηs,c为储冷设备的效率。

25、可选地，所述基于楼宇的能源需求情况构建所述楼宇的楼宇能源系统的能效分析模型之后，还包括：

26、基于所述能源转换子系统的能效分析模型、所述能源传输子系统的能效分析模型和所述能源存储子系统的能效分析模型确定所述楼宇能源系统的总能效公式；

27、基于目标能效需求确定所述楼宇能源系统的能效方案。

28、可选地，所述基于所述能效分析模型确定所述楼宇能源系统的成本计算模型，包括：

29、基于所述楼宇能源系统的能效分析模型、购电单价和天然气单价确定购能费用与楼宇购电量、楼宇购天然气量之间的关系，以构建所述楼宇的购能费用计算模型。

30、可选地，所述基于所述能效分析模型确定所述楼宇能源系统的成本计算模型，包括：

31、基于所述楼宇能源系统的能效分析模型、所述楼宇的可中断负荷的功率以及所述楼宇的可中断负荷的成本系数确定所述楼宇的负荷调整成本，以构建所述楼宇的负荷调整成本计算模型。

32、可选地，所述基于所述能效分析模型确定所述楼宇能源系统的成本计算模型，包括：

33、基于所述楼宇能源系统的能效分析模型、购电单价、天然气单价和碳价确定低碳奖励成本与楼宇购电量、楼宇购天然气量、楼宇购碳量之间的关系，以构建所述楼宇的低碳奖励成本计算模型。

34、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种楼宇能源系统的优化系统，包括：

35、能效分析单元，用于基于楼宇的能源需求情况构建所述楼宇的楼宇能源系统的能效分析模型，所述楼宇能源系统包括能源供应子系统、能源转换子系统、能源传输子系统和能源存储子系统；

36、总需求确定单元，用于根据所述能效分析模型确定所述楼宇的负荷总需求，所述楼宇的负荷总需求包括电负荷需求、热负荷需求和冷负荷需求；

37、成本确定单元，用于基于所述能效分析模型确定所述楼宇能源系统的成本计算模型，所述楼宇能源系统的成本包括购能费用、负荷调整成本和低碳奖励成本；

38、供能方案确定单元，用于以满足所述负荷总需求和所述楼宇能源系统的供能约束条件为前提，确定成本最低的楼宇能源系统的供能方案。

39、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：

40、存储器，用于存储计算机程序；

41、控制器，用于实现如前述所述的楼宇能源系统的优化方法的步骤。

42、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所述的楼宇能源系统的优化方法的步骤。

43、本发明提供了一种楼宇能源系统的优化方法，通过构建楼宇能源系统的能效分析模型，并基于构建的能效分析模块确定楼宇对于各类能源的负荷总需求，从而根据楼宇能源系统的能效情况构建整个楼宇能源系统的成本计算模型，以便根据负荷总需求、功能约束条件以及成本计算模块确定成本最低的供能方案，同时还可以进一步通过构建的能效分析模块分析整个楼宇能源系统的能效情况，通过考虑能源供应、能源转换、能源传输、能源存储以及能源需求各个环节中影响能效的多个因素，建立了楼宇能源系统的能效分析模型，在尽量降低成本以及满足功能约束条件的情况下满足楼宇对于各种负荷的需求，同时在成本计算模块中考虑了低碳奖励成本，全面考虑了能效、成本以及碳排放的多方面需求，有效实现了楼宇能源系统的成本以及碳排放量的降低。

44、本发明还提供了一种楼宇能源系统的优化系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有与上述楼宇能源系统的优化方法相同的有益效果。