(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 202111080899.9 (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 119/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 基于建筑物热惰性的虚拟电厂优化调度方 法、 模型及系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于建筑物热惰性的虚拟 电厂优化调度方法、 模型及系统， 其中基于建筑 物热惰性的虚拟电厂优化调度方法包括： 在各热 用户室内安装电制热装置， 采用热电互补联合供 热； 依据热用户室内供暖散热器、 电制热装置和 室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模型获取 蓄放热时间和建筑物室内温度动态特性； 根据各 热用户室内的电制热装置构建虚拟电厂； 依据热 力总负荷需求、 可调度的蓄热放热负荷、 调峰调 频的负荷和其他热电数据建立热电互补优化调 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， 实现了为集中 供热系统提供保障性基础负荷电制热装置提供 尖峰负荷， 满足居民采暖需求， 以及实现虚拟电 厂支撑电网安全高效运行。 权利要求书5页 说明书14页 附图2页 CN 113887128 A 2022.01.04 CN 113887128 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： 在各热用户室内设置电制热装置， 采用热 水和电互补联合供 热； 依据热用户室内供暖散热器、 电制热装置和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性模 型， 获取蓄热时间、 放热时间和蓄热放热 过程建筑物室内温度动态特性； 根据各热用户室内的电制热装置构建虚拟电厂； 获取集中供热系统 的热力总负荷需求和虚拟电厂参与调峰调频的负荷需求后， 依据 所 述热力总负荷需求、 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； 以及 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、 电制热装置和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性 模型， 获取蓄热时间、 放热时间和蓄热放热 过程建筑物室内温度动态特性的方法包括： 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)； 其中， 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； 构建电制热装置模型包括： 根据电制热装置的传热系数、 电制热装置的散热面积、 电制 热装置组装、 连接和 安装系数、 电制热装置通电温度和热用户室内温度计算获得电制热装 置通电加热后进入热用户的散热功率 Qin′； 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、 电制热装置通电加热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 1/5 页 2 CN 113887128 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； 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、 电制热装置和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性 模型， 获取蓄热时间、 放热时间和蓄热放热 过程建筑物室内温度动态特性的方法还 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， 在加热过程dt时间内， 根据散 热 器 和电 制热 装 置 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； 所述计算放热时间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 1降 到 tn 2所需 要的 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、 电制热装置和室温环境构建各楼宇建筑物蓄热特性 模型， 获取蓄热时间、 放热时间和蓄热放热 过程建筑物室内温度动态特性的方法还 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： 以目标采暖热用户所处环境的室外气象数据、 各楼宇建筑物的物理参数、 热用户的目 标温度和对应时间段和集中供热系统的运行数据作为输入量， 以建筑热负荷需求为输出 量； 将各个输入量输入至预先训练完成的神经网络热负荷预测模型中， 输出建筑热负荷需 求； 通过各个建筑热负荷需求计算获得集中供 热系统的热力总负荷需求。 6.如权利要求5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， 所述获取虚拟电厂参与调峰调频的负荷需求的方法包括：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 113887128 A 3