CN111799822B - 一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法 - Google Patents

一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，包括以下步骤：获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数；以楼宇运行成本最小化为目标，构建智慧楼宇级优化运行模型；并建立虚拟储能模型；在代理商层级，基于单体楼宇的虚拟储能模型，构建多楼宇考虑代理商运行总成本的代理商级运行策略的优化目标和约束条件，计算得到各代理的虚拟储能量化值；在多代理商与配网交互层面，构建优化目标，确定基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型的目标函数和约束条件，计算得到基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制的最优解。本发明根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES的各类资源，满足楼宇、园区和配网多主体的用能需求。

Description

一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法
技术领域
本发明属于综合能源系统技术领域，具体涉及一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法。
背景技术
综合能源系统(integrated energy system,IES)是多能互补、能源梯级利用等理念贯彻实施的关键承载形式，IES多能协同发展理念的出现，推动了不同能源系统之间的耦合建设和多能协同互补运行，能够实现由源至荷、由能源供应至能源消费的全过程、全环节协同优化，从而提高能源的综合利用效率，增强终端能源消费的灵活性。
IES从服务对象上可以划分为两类：一类为面向区域内，包含楼宇级IES、区域级IES，楼宇级IES主要指建筑内的多能供应系统，区域级IES主要指各类型多能供应智慧园区或社区，其主要运行目标为保证其职管区域内的经济安全环保运行；另一类关注跨区域的协调运行以及多区域IESs与大电网间功率交互行为，主要需要处理两个关系，一是多个IESs间的拓扑结构、通讯架构和功率交互原则，另一个是多个IESs与主网间的控制架构以及功率交互原则。
随着分布式能源、并网储能等在楼宇IES、园区IES等层级的广泛接入，传统的楼宇用能系统逐渐向具有源-荷双重特性和多能耦合特性的产消者系统转变，现有研究多针对单一空间层级的IES展开研究，且缺乏有效模型对单一层级IES的对外能量特性进行评估，此外，以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES均具有各自不同的资源禀赋和用能需求，因而呈现不同的对外能量充放特性，对多层级IESs分层控制和资源共享可以实现功率互济，现在文献在多能源系统能量对外特性建模和多系统交互策略方面研究不足。
发明内容
本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，能够弥补现有技术在多能源系统能量对外特性建模和多系统交互策略方面研究的不足，根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES的各类资源，满足楼宇、园区和配网多主体的用能需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，包括以下步骤：
获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数；
以楼宇运行成本最小化为目标，构建楼宇动态热特性平衡、设备功率上下限和爬坡约束在内的智慧楼宇级优化运行模型；并建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型；
在代理商层级，基于单体楼宇的虚拟储能模型，构建多楼宇考虑代理商运行总成本的代理商级运行策略的优化目标和约束条件，通过数学优化软件计算得到各代理的虚拟储能量化值；
在多代理商与配网交互层面，根据促进代理商功率互济和微燃机功率增发的原则构建优化目标，结合各代理虚拟储能量化值，确定基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型的目标函数和约束条件，通过数学优化软件计算得到基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制的最优解。
上述综合能源系统运行基本参数包括各楼宇基本参数、气象环境参数、代理管控的微燃机及储能资源参数。
上述智慧楼宇级优化运行模型采用经济性运行方案，以所述楼宇运行成本最小化为目标，目标函数为：
Figure BDA0002581335730000021
其中，Cgrid为电网购售电价，
Figure BDA0002581335730000022
为第i个楼宇级综合能源系统与电网交互功率，t为所生效对象所处的运行时刻，NT为所生效的总时长；
所述智慧楼宇级优化运行模型的约束条件包括：
(1)楼宇热特性平衡等式约束：
Figure BDA0002581335730000023
其中，ρ表示空气密度，Ch表示为空气比热容，V表示为室内空气容量；ΔQi表示第i个楼宇内空气体的热能改变量；
Figure BDA0002581335730000024
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化，
Figure BDA0002581335730000025
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化；
Figure BDA0002581335730000026
表示第i个楼宇中由制冷设备产生的制冷量；
Figure BDA0002581335730000027
表示第i个楼宇通过建筑物外墙与室外环境的传热量；
Figure BDA0002581335730000028
表示第i个楼宇通过建筑物外窗与室外环境的传热量；
Figure BDA0002581335730000029
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外墙的传热量；
Figure BDA00025813357300000210
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外窗的传热量；
Figure BDA00025813357300000211
表示第i个楼宇的室内热扰量；
(2)楼宇室内温度约束
Figure BDA0002581335730000031
其中，Tin,min和Tin,max分别表示楼宇温度舒适度区间的上下限，
Figure BDA0002581335730000032
表示电制冷机的启停状态，
Figure BDA0002581335730000033
表示第tk时刻楼宇i的室内温度；
(3)楼宇电功率平衡约束：
Figure BDA0002581335730000034
其中，
Figure BDA0002581335730000035
分别为t时刻第i个楼宇级综合能源系统中光伏、风电、电储能、电网交互功率、不可控负荷和电制冷机的功率值；
(4)电制冷机设备运行约束：
Figure BDA0002581335730000036
Figure BDA0002581335730000037
Figure BDA0002581335730000038
其中，
Figure BDA0002581335730000039
和
Figure BDA00025813357300000310
分别为电制冷机输出冷功率和输入电功率，COPEC为电制冷机制冷系数；
Figure BDA00025813357300000311
和
Figure BDA00025813357300000312
分别为第i个楼宇电制冷机容量约束上下限，
Figure BDA00025813357300000313
为第i个楼宇电制冷机t时刻的功率，
Figure BDA00025813357300000314
和
Figure BDA00025813357300000315
分别为电制冷机上下爬坡速率约束。
建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型，具体方法如下：
将智慧楼宇看成一个自产自消的单体，其与配电网间的购售电行为可等效为楼宇的虚拟电储能模型，单体楼宇电储能模型的蓄电/释电功率
Figure BDA00025813357300000316
的计算公式描述为：
Figure BDA00025813357300000317
单一楼宇的虚拟电储能模型的充放能速率
Figure BDA00025813357300000320
和总能量
Figure BDA00025813357300000321
描述为：
Figure BDA00025813357300000318
Figure BDA00025813357300000319
其中，Δt为计算步长，等于t到t+1时刻的时长。
上述楼宇运行成本包括电网购售电成本Cgrid、楼宇间购售电成本CB2B、微燃机燃料成本 CMT和启停成本CST,MT，所述考虑代理商运行总成本Fagent的代理商级运行策略的优化目标表述为：
Figure BDA0002581335730000041
其中，SMT(t)为微燃机在t时刻的启停状态，PMT(t)为微燃机的总燃料消耗，ηMT(t)为微燃机的效率，N为代理内楼宇的总数量，L为燃料热值，取9.7kWh/m3。
上述代理商级运行策略的约束条件包括：
(1)集成楼宇代理商功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000042
(2)单体楼宇功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000043
(3)楼宇间联络线功率约束
Figure BDA0002581335730000044
Figure BDA0002581335730000045
Figure BDA0002581335730000046
其中，
Figure BDA0002581335730000047
为第i条联络线功率的上限；
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
其中，Pex,min、Pex,max为代理与电网联络功率的上下限；
(5)储能动态特性约束
Figure BDA0002581335730000048
其中，PESch(t)、PESdis分别为t时刻储能的充放能功率，γESch、γESdis分别为储能充放能的最大速率，CapES为储能的总容量，
Figure BDA0002581335730000049
分别为储能充能效率的最大值和最小值；
(6)微燃机动态特性约束
SMT(t).PMT,min≤PMT(t)≤SMT(t).PMT,max
RdownΔt≤PMT(t)-PMT(t-1)≤RupΔt；
其中，Rdown、Rup为第i台微燃机的开关机爬坡率上限。
上述单代理的虚拟储能模型，优先考虑楼宇间功率交互，此时单体楼宇的虚拟电储能功率等于楼宇与其他楼宇间的功率交互加上楼宇通过代理商与电网的功率交互；在考虑楼宇间功率互补之后，集成楼宇仍然存在的功率缺额，考虑优先利用区域内的并网储能将功率盈余时段转移至功率缺额时段，以及利用微燃机进行补充供能，功率仍然不平衡的部分则与电网进行交互，此时与配电网间的购售电功率则可等效为单代理的虚拟电储能功率，其量化计算方法为：
Figure BDA0002581335730000051
上述基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型目标函数为：
Figure BDA0002581335730000052
其中，CA2A为代理间的购售电成本，
Figure BDA0002581335730000053
为每个代理内微燃机的总燃料消耗，SMT,m(t)为第m个代理内微燃机在t时刻的启停状态集合；
所述步骤S4中基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型约束条件包括：
(1)多代理商功率交互平衡约束
Figure BDA0002581335730000057
(2)各代理商功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000054
(3)多代理间联络线功率约束
Figure BDA0002581335730000055
Figure BDA0002581335730000056
Figure BDA0002581335730000061
其中，Pmn(t)为代理m、n之间的联络功率；
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
(5)微燃机动态特性约束
Figure BDA0002581335730000062
Figure BDA0002581335730000063
其中，PMT,m,max、PMT,m,min分别为第m台微燃机的处理上下限约束。
与现有技术相比，本发明专利提出了一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，通过构建基于多代理的楼宇-代理商-配网三层能量交互架构，以描述系统对外特性的虚拟储能模型为交互接口，进一步量化分析管控多楼宇和并网储能、微燃机等多能分布式资源的代理商的虚拟储能，在此基础上，按照系统空间范围层层扩大递进分析，构建基于多代理的综合能源系统用能协调控制策略，能够弥补现有技术在多能源系统能量对外特性建模和多系统交互策略方面研究的不足，根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES的各类资源禀赋尽可能满足用能需求实现自治运行。
附图说明
图1为本发明基于多代理的楼宇-代理商-配网三层能量交互架构图；
图2为本发明多楼宇功率互济系统简化结构示意图；
图3为本发明多代理间功率互济系统简化结构示意图；
图4( a) 为本发明实施例中单体楼宇新能源出力数据；
图4( b) 为本发明实施例中单体楼宇太阳辐射的预测数据；
图4( c) 为本发明实施例中单体楼宇室内热源功率的预测数据；
图4( d) 为本发明实施例中单体楼宇电价的预测数据；
图5为本发明实施例中楼宇热动态特性图；
图6为本发明实施例中楼宇电功率平衡特性图；
图7为本发明实施例中不同舒适度区间下楼宇虚拟热储能特性图；
图8为本发明实施例中不同舒适度区间下楼宇虚拟电储能特性图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
本发明考虑源-荷双重特性和多能耦合特性，对综合能源系统的最小系统即智慧楼宇IES 展开详细的动态特性建模，并提出一种考虑功率、功率变化率、总能量等特性的虚拟储能模型，用以描述楼宇IES的对外能量特性；在此基础上，构建基于多代理的楼宇-代理商-配网三层能量交互架构，基于楼宇虚拟储能模型，考虑代理所管控的多楼宇功率互济和并网储能、微燃机等其他资源，量化分析基于单代理的虚拟储能模型，并基于此，进一步考虑多代理间的功率互济和各代理管控微燃机增出力能力，提出基于多代理的综合能源系统用能协调控制策略。
本发明的一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，包括以下步骤：
S1，确定并获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数，包括：(1)各楼宇基本参数(2)气象环境参数(3)代理管控的微燃机、储能等资源参数；
S2，在智慧楼宇层级，建立风电、光伏、电储能、电制冷机等电能平衡相关的设备模型，构建楼宇运行成本最小化为目标，楼宇动态热特性平衡、设备功率上下限和爬坡约束在内的智慧楼宇级优化运行模型；并建立一种可以描述楼宇IES对外能量特性的虚拟储能模型；
S3，在代理商层级，考虑代理商管控多座楼宇以及微燃机、并网储能等多类资源，基于单体楼宇虚拟储能量化分析结果，考虑楼宇间功率互济、并网储能、微燃机等可控资源，从尽可能利用代理商拥有的资源实现区域IES优化运行的角度出发构建优化目标和约束条件，并对单代理的虚拟储能进行量化分析；
S4，在多代理商与配网交互层面，考虑多代理间的功率互济和每个代理商管辖区域内微燃机等可控机组增发电能的存在，基于单代理虚拟储能量化分析结果，从尽可能利用代理商拥有的资源实现区域IES优化运行和自治的角度出发构建优化目标和约束条件，分析区域IES 的用能协调控制策略。
本发明的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，所述智慧楼宇级优化运行模型采用经济性运行方案，以所述楼宇运行成本最小化为目标，目标函数为：
Figure BDA0002581335730000071
其中，Cgrid为电网购售电价，
Figure BDA0002581335730000072
为第i个楼宇级综合能源系统与电网交互功率，t为本方法所生效对象所处的运行时刻，NT为本方法所生效的总时长；
所述智慧楼宇级优化运行模型的约束条件包括：
(1)楼宇热特性平衡等式约束：
Figure BDA0002581335730000081
其中，ρ表示空气密度，Ch表示为空气比热容，V表示为室内空气容量；ΔQi表示第i个楼宇内空气体的热能改变量；
Figure BDA0002581335730000082
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化，
Figure BDA0002581335730000083
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化；
Figure BDA0002581335730000084
表示第i个楼宇中由制冷设备产生的制冷量；
Figure BDA0002581335730000085
表示第i个楼宇通过建筑物外墙与室外环境的传热量；
Figure BDA0002581335730000086
表示第i个楼宇通过建筑物外窗与室外环境的传热量；
Figure BDA0002581335730000087
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外墙的传热量；
Figure BDA0002581335730000088
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外窗的传热量；
Figure BDA0002581335730000089
表示第i个楼宇的室内热扰量；
(2)楼宇室内温度约束
Figure BDA00025813357300000810
其中，Tin,min和Tin,max分别表示楼宇温度舒适度区间的上下限，
Figure BDA00025813357300000811
表示电制冷机的启停状态，
Figure BDA00025813357300000812
表示第tk时刻楼宇i的室内温度；
(3)楼宇电功率平衡约束：
Figure BDA00025813357300000813
其中，
Figure BDA00025813357300000814
分别为t时刻第i个楼宇级综合能源系统中光伏、风电、电储能、电网交互功率、不可控负荷和电制冷机的功率值；
(4)电制冷机设备运行约束：
Figure BDA00025813357300000815
Figure BDA00025813357300000816
Figure BDA00025813357300000817
其中，
Figure BDA00025813357300000818
和
Figure BDA00025813357300000819
分别为电制冷机输出冷功率和输入电功率，COPEC为电制冷机制冷系数；
Figure BDA00025813357300000820
和
Figure BDA00025813357300000821
分别为第i个楼宇电制冷机容量约束上下限，
Figure BDA00025813357300000822
为第i个楼宇电制冷机t时刻的功率，
Figure BDA00025813357300000823
和
Figure BDA00025813357300000824
分别为电制冷机上下爬坡速率约束。
建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型，具体方法如下：
将智慧楼宇看成一个自产自消的单体，其与配电网间的购售电行为可等效为楼宇的虚拟电储能模型，单体楼宇电储能模型的蓄电/释电功率
Figure BDA00025813357300000825
的计算公式描述为：
Figure BDA00025813357300000826
单一楼宇的虚拟电储能模型的充放能速率
Figure BDA00025813357300000827
和总能量
Figure BDA00025813357300000828
描述为：
Figure BDA0002581335730000091
Figure BDA0002581335730000092
其中，Δt为计算步长，等于t到t+1时刻的时长。
上述楼宇运行成本包括电网购售电成本Cgrid、楼宇间购售电成本CB2B、微燃机燃料成本CMT和启停成本CST,MT，所述考虑代理商运行总成本Fagent的代理商级运行策略的优化目标表述为：
Figure BDA0002581335730000093
其中，SMT(t)为微燃机在t时刻的启停状态，PMT(t)为微燃机的总燃料消耗，ηMT(t)为微燃机的效率，N为代理内楼宇的总数量，L为燃料热值，取9.7kWh/m3。
上述代理商级运行策略的约束条件包括：
(1)集成楼宇代理商功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000094
(2)单体楼宇功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000095
(3)楼宇间联络线功率约束
Figure BDA0002581335730000096
Figure BDA0002581335730000097
Figure BDA0002581335730000098
其中，
Figure BDA0002581335730000099
为第i条联络线功率的上限。
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
其中，Pex,min、Pex,max为代理与电网联络功率的上下限
(5)储能动态特性约束
Figure BDA0002581335730000101
其中，PESch(t)、PESdis分别为t时刻储能的充放能功率，γESch、γESdis分别为储能充放能的最大速率，CapES为储能的总容量，
Figure BDA0002581335730000102
分别为储能充能效率的最大值和最小值。
(6)微燃机动态特性约束
SMT(t).PMT,min≤PMT(t)≤SMT(t).PMT,max
RdownΔt≤PMT(t)-PMT(t-1)≤RupΔt。
其中，Rdown、Rup为第i台微燃机的开关机爬坡率上限。
上述单代理的虚拟储能模型，优先考虑楼宇间功率交互，此时单体楼宇的虚拟电储能功率等于楼宇与其他楼宇间的功率交互加上楼宇通过代理商与电网的功率交互；在考虑楼宇间功率互补之后，集成楼宇仍然存在的功率缺额，考虑优先利用区域内的并网储能将功率盈余时段转移至功率缺额时段，以及利用微燃机进行补充供能，功率仍然不平衡的部分则与电网进行交互，此时与配电网间的购售电功率则可等效为单代理的虚拟电储能功率，其量化计算方法为：
Figure BDA0002581335730000103
上述基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型目标函数为：
Figure BDA0002581335730000104
其中，CA2A为代理间的购售电成本，
Figure BDA0002581335730000105
为每个代理内微燃机的总燃料消耗，SMT,m(t)为第m个代理内微燃机在t时刻的启停状态集合。
所述步骤S4中基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型约束条件包括：
(1)多代理商功率交互平衡约束
Figure BDA0002581335730000106
(2)各代理商功率平衡约束
Figure BDA0002581335730000111
(3)多代理间联络线功率约束
Figure BDA0002581335730000112
Figure BDA0002581335730000113
Figure BDA0002581335730000114
其中，Pmn(t)为代理m、n之间的联络功率。
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
(5)微燃机动态特性约束
Figure BDA0002581335730000115
Figure BDA0002581335730000116
其中，PMT,m,max、PMT,m,min分别为第m台微燃机的处理上下限约束。
本实施例运用于综合能源系统中，该综合能源系统基于多代理的楼宇-代理商-配网三层能量交互架构图如图1所示，多楼宇功率互济系统简化结构示意图如图2所示，多代理商功率互济系统简化结构示意图如图3所示。算例所考虑的一座楼宇设定为办公楼，其建筑体形态都假设为长方体，楼宇围护结构基本参数如下：长为30m，宽为20m，高为9m，总体积为2400m3，墙体传热系数为0.908W/(m2.K)，窗体传热系数为2.750W/(m2.K)，窗占比为75％；办公楼运行时段为08:00～20:00。空气密度ρ和空气比热容Ch分别为1.2kg/m3和1000J/(kg.℃)。楼宇风电、光伏和负荷预测数据如4( a) 所示；不同太阳直射方向的太阳辐射强度曲线如4( b) 所示；室内热源功率如4( c) 所示，其功率值为各自楼宇内人员、设备和照明的热量总和；上级配电网的实时购电价如4( d) 所示，售电价取为购电价的80％。本章内楼宇在制冷时段内室内温度舒适度区间设定为20℃～25℃，温度设定值为22.5℃。电制冷机只在楼宇运行时段开启。根据设计算例结果，得到楼宇的动态热特性、电功率平衡特性以及虚拟储能功率、功率变化率以及总能量特性如图5至图8所示。
结果显示，本发明所构建的虚拟储能模型可以通过功率、功率变化率和总能量等指标分析不同电储能容量配置、不同室内温度舒适度区间下楼宇对外能量特性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数；
以楼宇运行成本最小化为目标，构建楼宇动态热特性平衡、设备功率上下限和爬坡约束在内的智慧楼宇级优化运行模型；并建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型；
在代理商层级，基于单体楼宇的虚拟储能模型，构建多楼宇考虑代理商运行总成本的代理商级运行策略的优化目标和约束条件，通过数学优化软件计算得到各代理的虚拟储能量化值；
在多代理商与配网交互层面，根据促进代理商功率互济和微燃机功率增发的原则构建优化目标，结合各代理虚拟储能量化值，确定基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型的目标函数和约束条件，通过数学优化软件计算得到基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制的最优解；所述智慧楼宇级优化运行模型采用经济性运行方案，以所述楼宇运行成本最小化为目标，目标函数为：
Figure FDA0003650912810000011
其中，Cgrid为电网购售电价，
Figure FDA0003650912810000012
为第i个楼宇级综合能源系统与电网交互功率，t为所生效对象所处的运行时刻，NT为所生效的总时长；
所述智慧楼宇级优化运行模型的约束条件包括：
(1)楼宇热特性平衡等式约束：
Figure FDA0003650912810000013
其中，ρ表示空气密度，Ch表示为空气比热容，V表示为室内空气容量；ΔQi表示第i个楼宇内空气体的热能改变量；
Figure FDA0003650912810000014
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化，
Figure FDA0003650912810000015
为第i个楼宇t+1时刻室内温度变化；
Figure FDA0003650912810000016
表示第i个楼宇中由制冷设备产生的制冷量；
Figure FDA0003650912810000017
表示第i个楼宇通过建筑物外墙与室外环境的传热量；
Figure FDA0003650912810000018
表示第i个楼宇通过建筑物外窗与室外环境的传热量；
Figure FDA0003650912810000019
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外墙的传热量；
Figure FDA00036509128100000110
表示第i个楼宇太阳辐射通过建筑物外窗的传热量；
Figure FDA00036509128100000111
表示第i个楼宇的室内热扰量；
(2)楼宇室内温度约束
Figure FDA00036509128100000112
其中，Tin,min和Tin,max分别表示楼宇温度舒适度区间的上下限，
Figure FDA00036509128100000113
表示电制冷机的启停状态，
Figure FDA0003650912810000021
表示第tk时刻楼宇i的室内温度；
(3)楼宇电功率平衡约束：
Figure FDA0003650912810000022
其中，
Figure FDA0003650912810000023
分别为t时刻第i个楼宇级综合能源系统中光伏、风电、电储能、电网交互功率、不可控负荷和电制冷机的功率值；
(4)电制冷机设备运行约束：
Figure FDA0003650912810000024
Figure FDA0003650912810000025
其中，
Figure FDA0003650912810000026
和
Figure FDA0003650912810000027
分别为电制冷机输出冷功率和输入电功率，COPEC为电制冷机制冷系数；
Figure FDA0003650912810000028
和
Figure FDA0003650912810000029
分别为第i个楼宇电制冷机容量约束上下限，
Figure FDA00036509128100000210
为第i个楼宇电制冷机t时刻的功率，
Figure FDA00036509128100000211
和
Figure FDA00036509128100000212
分别为电制冷机上下爬坡速率约束。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，所述综合能源系统运行基本参数包括各楼宇基本参数、气象环境参数、代理管控的微燃机及储能资源参数。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型，具体方法如下：
将智慧楼宇看成一个自产自消的单体，其与配电网间的购售电行为可等效为楼宇的虚拟电储能模型，单体楼宇电储能模型的蓄电/释电功率
Figure FDA00036509128100000213
的计算公式描述为：
Figure FDA00036509128100000214
单一楼宇的虚拟电储能模型的充放能速率
Figure FDA00036509128100000215
和总能量
Figure FDA00036509128100000216
描述为：
Figure FDA00036509128100000217
Figure FDA00036509128100000218
其中，Δt为计算步长，等于t到t+1时刻的时长。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，所述楼宇运行成本包括电网购售电成本Cgrid、楼宇间购售电成本CB2B、微燃机燃料成本CMT和启停成本CST,MT，所述考虑代理商运行总成本Fagent的代理商级运行策略的优化目标表述为：
Figure FDA0003650912810000031
其中，SMT(t)为微燃机在t时刻的启停状态，PMT(t)为微燃机的总燃料消耗，ηMT(t)为微燃机的效率，N为代理内楼宇的总数量，L为燃料热值，取9.7kWh/m3。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，所述代理商级运行策略的约束条件包括：
(1)集成楼宇代理商功率平衡约束
Figure FDA0003650912810000032
(2)单体楼宇功率平衡约束
Figure FDA0003650912810000033
(3)楼宇间联络线功率约束
Figure FDA0003650912810000034
Figure FDA0003650912810000035
Figure FDA0003650912810000036
其中，
Figure FDA0003650912810000037
为第i条联络线功率的上限；
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
其中，Pex,min、Pex,max为代理与电网联络功率的上下限；
(5)储能动态特性约束
Figure FDA0003650912810000038
其中，PESch(t)、PESdis分别为t时刻储能的充放能功率，γESch、γESdis分别为储能充放能的最大速率，CapES为储能的总容量，
Figure FDA0003650912810000041
分别为储能充能效率的最大值和最小值；
(6)微燃机动态特性约束
SMT(t).PMT,min≤PMT(t)≤SMT(t).PMT,max
RdownΔt≤PMT(t)-PMT(t-1)≤RupΔt；
其中，Rdown、Rup为第i台微燃机的开关机爬坡率上限。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，所述单体 楼宇 的虚拟储能模型，优先考虑楼宇间功率交互，此时单体楼宇的虚拟电储能功率等于楼宇与其他楼宇间的功率交互加上楼宇通过代理商与电网的功率交互；在考虑楼宇间功率互补之后，集成楼宇仍然存在的功率缺额，考虑优先利用区域内的并网储能将功率盈余时段转移至功率缺额时段，以及利用微燃机进行补充供能，功率仍然不平衡的部分则与电网进行交互，此时与配电网间的购售电功率则可等效为单代理的虚拟电储能功率，其量化计算方法为：
Figure FDA0003650912810000042
7.根据权利要求5所述的基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，其特征在于，所述基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型目标函数为：
Figure FDA0003650912810000043
其中，CA2A为代理间的购售电成本，
Figure FDA0003650912810000044
为每个代理内微燃机的总燃料消耗，SMT,m(t)为第m个代理内微燃机在t时刻的启停状态集合；
基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型约束条件包括：
(1)多代理商功率交互平衡约束
Figure FDA0003650912810000045
(2)各代理商功率平衡约束
Figure FDA0003650912810000046
(3)多代理间联络线功率约束
Figure FDA0003650912810000047
Figure FDA0003650912810000051
Figure FDA0003650912810000052
其中，Pmn(t)为代理m、n之间的联络功率；
(4)电网联络线功率约束
Pex,min≤Pex(t)≤Pex,max
(5)微燃机动态特性约束
Figure FDA0003650912810000053
Figure FDA0003650912810000054
其中，PMT,m,max、PMT,m,min分别为第m台微燃机的处理上下限约束。
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