(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111080054.X (22)申请日 2021.09.15 (71)申请人 杭州英集动力科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区仓前街 道龙园路8 8号2幢208、 209-1、 209-2室 (72)发明人 时伟　穆佩红　谢金芳　 (74)专利代理 机构 常州市科谊专利代理事务所 32225 代理人 孙彬 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调 度方法及系统 (57)摘要 本发明为一种基于建筑物热惰性的虚拟电 厂优化调度方法及系统， 依次在 多个热力站中设 置用于加热二次网循环供水的电制热装置， 采用 热水和电互补联合供热； 依据热用户室内供暖散 热器结构及室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特 性模型后， 再结合电制热装置换热、 二次网热量 传输参数计算蓄热、 放热时间， 以及结合电制热 装置负荷参数建立建筑物室内温度动态响应特 性； 将多个热力站中的电制热装置聚合成虚拟电 厂后， 通过协调控制中心依据热力总负荷需求、 可调度的蓄热放热负荷、 调峰调频的负荷需求和 其他热电数据建立热电互补优化调度模型； 通过 热电互补优化调度模型分别对虚拟电厂进行电 功率调控和对集中供热系统的水力平衡负荷进 行调控。 权利要求书6页 说明书14页 附图2页 CN 113887127 A 2022.01.04 CN 113887127 A 1.一种基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方法， 其特 征在于， 包括： 在各热力站中设置用于加热二 次网循环供水的电制热装置， 采用热水和电互补联合供 热； 依据热用户室内供暖散热器结构和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模型， 根据电 制热装置换热、 二次网热量传输参数获取蓄热时间和 放热时间， 以及结合电制热装置负荷 参数建立蓄热放热 过程建筑物室内温度动态响应特性； 根据各热力站中的电制热装置构建虚拟电厂； 获取集中供热系统 的热力总负荷需求， 结合二 次网温度传输滞后模型获取虚拟电厂参 与调峰调频的负荷需求后， 依据热力总负荷需求、 可调度的蓄热放热负荷、 调峰调频的负荷 需求和热电数据建立热电互补优化调度模型； 根据热电互补优化调度模型对虚拟电厂进行电功率调控和对集中供热系统的水力平 衡负荷进行调控。 2.如权利要求1所述的基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方法， 其特 征在于， 所述依据 热用户室内供暖散热器结构和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模型， 根 据电制热装置换热、 二次网热量传输参数获取蓄热时间和 放热时间， 以及结合电制热装置 负荷参数建立蓄热放热 过程建筑物室内温度动态响应特性的方法包括： 构建房屋供暖散热器模型， 将散热器均分为内外两层， 外侧是室内空气， 内侧是热媒， 室内空气的散热功率 为： Qin＝KradFradβ(Tav‑Tair)； 式中， Qin为散热器进入热用户的散热功率； Krad为散热器的传热系数； Frad为散热器的散 热面积； β 为散热器组装片数、 连接形式和安装形式综合修正系数； Tav为散热器内热媒温度， 热媒温度由散热器的进水温度Tin与出水温度Tout之和均分获得； Tair为热用户室内温度； 散热功率与供 水温度和室内温度的关系为： 其中， cw为热媒比热容； mw为热媒的质量 流量； 对于供暖系统， 当用户散热器进出口水温降低时， 散热器的散热量减少， 室内温度随之 降低， 进而影响散热器的出 水口温度； 构建建筑物蓄热 特性模型， 建筑物室内温度的热传导方程 为： 其中， 为建筑物的围护结构传热耗热功率； 为冷风侵入耗热功率； cair为室内 空气的比热容； ρair为室内空气的密度； Vair为室内空气的体积； t为时间变 量； Tair,0为零时刻 室内空气的温度； 由供水温度和室外环境温度实时确定房间温度的建筑物蓄热 特性模型表示 为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 113887127 A 2式中， α为Qin计算时的不变量系数； α1为 计算时的不变量系数； α2＝cairρairVair； Tiair,ex为室外环境温度； Δt为 一段时间； n 为常数； 其中， 针对每个楼宇建筑物构建单独的蓄热特性模型， 将多个小区楼宇建筑物的蓄热 特性模型形成总体的建筑物蓄热特性模型， 表示为： i为楼宇建筑物的数量。 3.如权利要求2所述的基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方法， 其特 征在于， 所述依据 热用户室内供暖散热器结构和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模型， 根 据电制热装置换热、 二次网热量传输参数获取蓄热时间和 放热时间， 以及结合电制热装置 负荷参数建立蓄热放热 过程建筑物室内温度动态响应特性的方法还 包括： 蓄热时间Δτ是集中供热系统和虚拟电厂在室外环境温度不变情况下， 在固定热源负 荷和电负荷下， 将热用户室内温度由tn升到tn1所需要的时间， 具体计算包括： 根据供热整个 系统的热量传递过程， Δτ 由电制热装置换热时间Δτ1、 二次网热量传输时间Δτ2和热用户 室内升温时间Δ τ3组成， 即Δ τ ＝Δ τ1+Δ τ2+Δ τ3； 当电制热装置负荷变化速率为V， 热用户室内温度由tn升到tn1所对应的电制热装置负 荷由p1提升到p2时， 满足热力站进出口水温要求所需要的时间： Δ τ1＝(p2‑p1)/V； 当二次网热量传输距离为 N， 热媒流速为v时， Δ τ2＝N/v； 在加热过程dt时间内， 根据散热器输入给建筑物热量和建筑物向室外环境的散热量计 算 Mj为热网和建筑物热力系统热容量， Qj0为开始加热时的初始热负 荷； 放热时间Δτ ′是集中供热系统合虚拟电厂在室外环境温度不变情况下， 在固定热源负 荷和电负荷下， 将热用户室内温度由tn 1降到tn 2所需要的时间， 计算放热时间 4.如权利要求3所述的基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方法， 其特 征在于， 所述依据 热用户室内供暖散热器结构和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模型， 根 据电制热装置换热、 二次网热量传输参数获取蓄热时间和 放热时间， 以及结合电制热装置 负荷参数建立蓄热放热 过程建筑物室内温度动态响应特性的方法还 包括： 所述蓄热放热 过程建筑物室内温度动态响应特性 为： 在电网高峰负荷阶段， 提前Δτ时间启动电制热装置向热用户室内多供热ΔQ， 将热用 户室温由tn升到tn1， 热量蓄存在建筑物系统中； 在电网低负荷阶段， 降低集中供热系统的供热量及关闭电制热装置Δτ ′时间， 利用建 筑物的蓄热量维持室温到温度tn2。 5.如权利要求 4所述的基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方法， 其特 征在于， 所述获取集中供 热系统的热力总负荷需求的方法包括：权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 113887127 A 3