CN116187537A - 能源调度方法及装置 - Google Patents

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CN116187537A CN202211734263.6A CN202211734263A CN116187537A CN 116187537 A CN116187537 A CN 116187537A CN 202211734263 A CN202211734263 A CN 202211734263A CN 116187537 A CN116187537 A CN 116187537A
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靳小龙
雷雨
贾宏杰
穆云飞
余晓丹
周承翰
徐宪东
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Abstract

本发明实施例公开了一种能源调度方法及装置。该方法包括：根据异质建筑集群中的热导抗参数，构建热平衡约束；根据各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建热负荷约束；根据建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；根据异质建筑集群所属配电网系统中的电导抗参数，构建配电网约束；根据能源中转方的能源转化情况和各建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据能源中转方的能源需求成本和各建筑集群的能源需求成本，确定能源中转方的目标能源分配情况。

Description

能源调度方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及社区综合能源系统优化运行技术领域，尤其涉及一种能源调度方法及装置。
背景技术
社区综合能源系统(Integrated Community Energy System,ICES)集成多种能源(电、气、热等)系统、能源中转方和异质建筑集群于一体，可根据用户需求进行电、气、热等各种能源形式的集中转换，在满足用户能源需求的同时，实现能源的经济高效利用。
发明内容
本发明提供一种能源调度方法及装置，以提高异质建筑集群的差异化需求响应能力的准确性。
根据本发明的一方面，提供了一种能源调度方法，包括：
根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同；
根据各所述建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建所述建筑集群的热负荷约束；
根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；
根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束；
根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各所述建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；
根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；
在满足目标约束条件和所述能源售价约束的情况下，根据所述能源中转方的能源需求成本和各所述建筑集群的能源需求成本，确定所述能源中转方的目标能源分配情况；
其中，所述目标约束条件包括所述建筑节点的热平衡约束、所述建筑集群的热负荷约束、所述供热网络管道约束、所述配电网约束和所述能源平衡约束中的至少一种。
根据本发明的另一方面，提供了一种能源调度装置，包括：
热平衡约束构建模块，用于根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同；
热负荷约束构建模块，用于根据各所述建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建所述建筑集群的热负荷约束；
管道约束构建模块，用于根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；
配电网约束构建模块，用于根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束；
能源平衡约束构建模块，用于根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各所述建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；
能源售价约束构建模块，用于根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；
目标能源分配情况确定模块，用于在满足目标约束条件和所述能源售价约束的情况下，根据所述能源中转方的能源需求成本和各所述建筑集群的能源需求成本，确定所述能源中转方的目标能源分配情况；
其中，所述目标约束条件包括所述建筑节点的热平衡约束、所述建筑集群的热负荷约束、所述供热网络管道约束、所述配电网约束和所述能源平衡约束中的至少一种。
本发明实施例提供的能源调度方案，通过不同建筑集群的热导抗参数，构建相应的热平衡约束，提高了构建的热平衡约束的准确性，进一步提高了构建目标约束条件的准确性，提高了异质建筑集群的差异化需求响应能力的准确性。同时，通过引入热平衡约束、热负荷约束、供热网络管道约束、配电网约束、能源平衡约束和能源售价约束，确定目标能源分配情况，避免了根据单一约束条件，确定目标能源分配情况时，出现分配不准确的情况，提高了确定目标能源分配情况的准确性。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种能源调度方法的流程图；
图2A是本发明实施例二提供的一种能源调度方法的流程图；
图2B是本发明实施例二提供的一种各建筑节点的等效关系的示意图；
图2C是本发明实施例二提供的一种目标能源分配情况的求解示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种能源调度过程中各参与方之间的关系示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种室外温度和光照强度的关系示意图；
图5A是本发明实施例三提供的一种能源中转方从上级能源系统购买能源时的价格的示意图；
图5B是本发明实施例三提供的一种用户从上级能源系统购买能源时的价格的示意图；
图6是本发明实施例三提供的一种单户居民电负荷的示意图；
图7A是本发明实施例三提供的一种能源中转方针对电能的生产分配结果示意图；
图7B是本发明实施例三提供的一种能源中转方针对热能的生产分配结果示意图；
图8A是本发明实施例三提供的一种建筑集群A中散热器流量和售热价格关系的示意图；
图8B是本发明实施例三提供的一种建筑集群B中散热器流量和售热价格关系的示意图；
图8C是本发明实施例三提供的一种建筑集群C中散热器流量和售热价格关系的示意图；
图9A是本发明实施例三提供的一种建筑集群A的室内温度和散热器流量关系的示意图；
图9B是本发明实施例三提供的一种建筑集群B的室内温度和散热器流量关系的示意图；
图9C是本发明实施例三提供的一种建筑集群C的室内温度和散热器流量关系的示意图；
图10是本发明实施例三提供的两种场景下，不同建筑集群的用能成本，与能源中转方收益的关系示意图；
图11A是本发明实施例三提供的建筑集群A在三种场景下的室内温度的示意图；
图11B是本发明实施例三提供的建筑集群B在三种场景下的室内温度的示意图；
图11C是本发明实施例三提供的建筑集群C在三种场景下的室内温度的示意图；
图12是本发明实施例四提供的一种能源调度装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种能源调度方法的流程图，本实施例可适用于对异质建筑集群进行能源调度的情况，该方法可以由能源调度装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并可配置于承载能源调度方法的电子设备中。
参见图1所示的能源调度方法，包括：
S110、根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同。
其中，异质建筑集群是指不同的建筑集群。建筑集群是指包括至少一个房间的建筑区域。建筑节点是指任一异质建筑集群中，该异质建筑集群中的任一房间。热导抗参数是指描述热量的参数。具体的，热导抗参数可以包括热阻和热容。热平衡约束是指能源调度过程中，建筑节点需要满足的热量平衡条件。需要说明的是，热平衡约束的数量为至少一个。
需要说明的是，不同建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同。
具体的，根据任一异质建筑集群中不同建筑节点的墙体对应的热导抗参数，构建相应的建筑节点的热平衡约束。
S120、根据各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建建筑集群的热负荷约束。
其中，散热区域是指散热器所处区域，用于在该区域内散发热量。本发明实施例对散热器的种类不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。示例性的，散热器可以是暖气片。
传热介质是指为用户提供热量的媒介。本发明实施例对传热介质的种类不作任何限定，可以是技术人员根据需要进行设置。例如，传热介质可以是水。相应的，传热温度是指传热介质的温度，可以测量得到。需要说明的是，不同建筑集群中的传热介质可以相同或不同，本发明实施例对此不作任何限定。为了便于管理，通常不同建筑集群所采用的传热介质均相同。其中，热负荷约束是指能源调度过程中，散热区域需要满足的散热条件。
在一个可选实施例中，根据各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建建筑集群的热负荷约束，包括：针对各建筑集群，根据该建筑集群中各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，以及待优化的管道流量，构建散热器热量等式约束；其中，供热管道为散热器所连接管道；根据该建筑集群中各建筑节点对应散热器热量，构建该建筑集群的供热总负荷等式约束；根据室内温度上下限，构建温度不等式约束，以及，根据供热管道的管道流量的流量上下限，构建管道流量不等式约束；其中，建筑集群的热负荷约束包括散热器热量等式约束、建筑集群的供热总负荷等式约束、温度不等式约束和管道流量不等式约束。
其中，管道流量是指供热管道中通过的传热介质的流速。散热器热量等式约束是指散热器的散热条件。供热总负荷等式约束是指任一建筑集群中，该建筑集群中所有散热器的散热条件。温度不等式约束是指使用户舒适的温度条件。管道流量不等式约束是指散热器中传热介质的流量调整条件。
示例性的，若传热介质为水，针对任一建筑集群中任一建筑节点的散热区域，可以通过以下公式，确定该散热区域的散热器热量等式约束：
Figure BDA0004031859710000051
其中，
Figure BDA0004031859710000052
表示散热器热量；cp表示水的比热容；
Figure BDA0004031859710000053
表示t时刻待优化的管道流量；Ts表示供热管道中的供水温度；Tr表示供热管道中的回水温度。
进一步的，通过以下公式，确定该建筑集群的供热总负荷等式约束：
Figure BDA0004031859710000054
其中，
Figure BDA0004031859710000055
表示供热总负荷；t表示时间，t＝1,2…T，T可以为一个调周期，如24h；i表示该建筑集群中散热区域的数量，i＝1,2,…I；其中，I表示单个建筑集群中散热区域的总数量。
示例性的，可以通过以下公式，确定温度不等式约束：
Figure BDA0004031859710000056
其中，
Figure BDA0004031859710000057
表示室内温度；Tr,min表示室内温度的最小值；Tr,max表示室内温度的最大值。需要说明的是，本发明实施例对室内温度的最小值Tr,min，和室内温度的最大值Tr,max的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置，还可以是通过大量试验反复确定。
示例性的，可以通过以下公式，确定管道流量不等式约束：
Figure BDA0004031859710000058
其中，
Figure BDA0004031859710000059
表示管道流量；mr,min表示管道流量的最小值；mr,max表示管道流量的最大值。需要说明的是，本发明实施例对管道流量的最小值mr,min，和管道流量的最大值mr,max的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置，还可以是通过大量试验反复确定。
可以理解的是，通过引入散热器热量等式约束、建筑集群的供热总负荷等式约束、温度不等式约束和管道流量不等式约束，构建建筑集群的热负荷约束，实现了在综合考虑建筑集群中的热量使用情况的基础上，构建建筑集群的热负荷约束，提高了热负荷约束的全面性。
S130、根据建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束。
其中，拓扑结构是指建筑集群中各供热管道的连接情况。供热网络管道约束是指能源调度过程中，建筑集群中的供热管道需要满足的条件。
在一个可选实施例中，根据建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束，包括：根据建筑集群中供热管道的拓扑结构和待优化的管道流量，构建各管道节点的节点流量等式约束；根据具备连接关系的管道节点间的管道压力差值、和所连接管道的管道流量，构建所连接供热管道的管道压力等式约束；根据管道流量上下限，构建管道流量不等式约束，以及根据管道压力上下限，构建管道压力不等式约束；对管道压力等式约束中的管道流量进行分段线性化，以更新管道压力等式约束；其中，供热网络管道约束包括各管道节点的节点流量等式约束、管道流量不等式约束、管道压力不等式约束和更新后的供热管道的管道压力等式约束。
其中，节点流量等式约束是指供热管道中的传热介质需要满足的流量条件。管道压力等式约束是指供热管道中的管道压力需要满足的条件。管道流量不等式约束是指供热管道中传热介质的流量调整条件。管道压力不等式约束是指供热管道的压力调整条件。
示例性的，可以通过以下公式，确定节点流量等式约束：
YHDNmpipe＝mnode；
其中，YHDN表示二次热网的关联矩阵，即供热管道的拓扑结构；mpipe表示管道流量；mnode表示节点流量矩阵。
示例性的，可以通过以下公式，确定所连接供热管道的管道压力等式约束：
Figure BDA0004031859710000061
Figure BDA0004031859710000062
其中，ph,t表示管道节点h在t时刻的管道压力；ph+1,t表示管道节点h+1(也即管道节点h在传热介质流动方向下的下一相邻节点)在t时刻的管道压力；ξl表示系数；
Figure BDA0004031859710000063
表示t时刻供热管道l中的管道流量；l表示第l个供热管道；Npipe表示供热管道的数量；n表示第l个供热管道中第n个管道节点；Nnode表示第l个供热管道中管道节点的数量；κl表示供热管道l的摩擦系数；Ll表示供热管道l的长度；dl表示供热管道l的内壁直径；ρ表示传热介质(如水)的密度。
示例性的，可以通过以下公式，确定管道流量不等式约束：
Figure BDA0004031859710000071
其中，
Figure BDA0004031859710000072
表示供热管道l中的管道流量的下限；
Figure BDA0004031859710000073
表示供热管道l中的管道流量的上限。
示例性的，可以通过以下公式，确定管道压力不等式约束：
Figure BDA0004031859710000074
其中，
Figure BDA0004031859710000075
表示管道节点h的管道压力下限值；
Figure BDA0004031859710000076
表示管道节点h的管道压力的上限值。
进一步的，可以通过以下公式，将供热管道l的管道流量
Figure BDA0004031859710000077
在
Figure BDA0004031859710000078
范围内划分成Q段(q∈Q)，以更新管道压力等式约束：
Figure BDA0004031859710000079
Figure BDA00040318597100000710
其中，
Figure BDA00040318597100000711
表示第q段纵坐标；
Figure BDA00040318597100000712
表示第q段横坐标；
Figure BDA00040318597100000713
表示第q段的斜率。需要说明的是，本发明实施例对Q的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验或需要进行设置或调整。
进一步的，得到更新后的供热管道的管道压力等式约束：
Figure BDA00040318597100000714
Figure BDA00040318597100000715
Figure BDA00040318597100000716
其中，
Figure BDA00040318597100000717
在数值上等于
Figure BDA00040318597100000718
Figure BDA00040318597100000719
是[0,1]之间的变量，用来表示
Figure BDA00040318597100000720
的值是否在第q段上。如若
Figure BDA00040318597100000721
等于0，则
Figure BDA00040318597100000722
的值不在第q段上；若
Figure BDA00040318597100000723
等于1，则
Figure BDA00040318597100000724
的值在第q段上。
可以理解的是，通过引入各管道节点的节点流量等式约束、管道流量不等式约束、管道压力不等式约束和更新后的供热管道的管道压力等式约束，确定供热网络管道约束，实现了在综合考虑供热管道的各种因素的情况下，构建供热网络管道约束，提高了构建的供热网络管道约束的全面性；同时，通过分段线性化，对管道压力等式约束进行更新，减少了运算量，提高了后续的处理效率。
S140、根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束。
其中，电导抗参数是指描述电量的参数。具体的，电导抗参数包括电阻和电抗。配电网约束是指在能源调度过程中，配电网需要满足的条件。
示例性的，可以通过以下公式，确定配电网约束：
Figure BDA0004031859710000081
Figure BDA0004031859710000082
Figure BDA0004031859710000083
1-ε≤Vj≤1+ε；
其中，Pj+1表示电网节点j+1注入的有功功率；Pj表示电网节点j注入的有功功率；rf表示相邻电网节点间的电阻；Qj表示电网节点j注入的无功功率；Vj表示电网节点j的电压；
Figure BDA0004031859710000084
表示电网节点j+1的负荷消耗的有功功率；Qj+1表示电网节点j+1注入的无功功率；xf表示相邻电网节点间的电抗；
Figure BDA0004031859710000085
表示电网节点j+1的负荷消耗的无功功率；Vj+1表示电网节点j+1的电压；ε表示电网节点j的电压的变化范围。需要说明的是，本发明实施例对ε的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置，还可以是通过大量试验反复确定。示例性的，ε可以设置为0.05。
进一步的，为了减少运算量，可以引入潮流约束，对配电网约束进行更新。示例性的，可以通过以下公式，对配电网约束进行更新：
Figure BDA0004031859710000086
Figure BDA0004031859710000087
Figure BDA0004031859710000088
其中，V0表示基准电压，由技术人员根据实际需要或经验进行设置，或通过大量试验反复确定。在一个具体实现方式中，V0可以设置为12.66伏特。
S150、根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束。
其中，能源中转方是指可以进行能源转化的机构。具体的，能源中转方可以将购买的能源转化为热能。能源转化设备是指可以用于进行能源转化的装置。本发明实施例对能源转化设备的种类和/或数量不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。示例性的，能源转化设备可以包括热泵和CHP(combind heat and power，热电联产)单元。能源平衡约束是指在能源调度过程中的能源需要满足的条件。示例性的，能源平衡约束可以包括电平衡和热平衡等中的至少一种。
在一个可选实施例中，可以根据能源转化情况和能源消耗情况，构建电平衡和热平衡。示例性的，若能源转化设备包括热泵和CHP单元，可以通过以下公式，确定电平衡和热平衡：
Figure BDA0004031859710000091
Figure BDA0004031859710000092
其中，Pt e表示能源中转方在t时刻向上级能源系统购买的电能；
Figure BDA0004031859710000093
表示在t时刻，CHP单元转换的电能；Pt hp表示在t时刻，热泵消耗的电能；
Figure BDA0004031859710000094
表示N个建筑集群的供电总负荷之和；
Figure BDA0004031859710000095
表示t时刻，CHP单元转换的热能；
Figure BDA0004031859710000096
表示在t时刻，热泵转换的热能；Pt h表示能源中转方在t时刻向上级能源系统购买的热能；
Figure BDA0004031859710000097
表示N个建筑集群的供热总负荷之和；
Figure BDA0004031859710000098
表示第N个建筑集群内的用户，在t时刻的电负荷；
Figure BDA0004031859710000099
表示第N个建筑集群内的用户，在t时刻的热负荷。其中，上级能源系统是指可以用于提供能源的机构。
延续前例，可以通过以下公式，确定CHP单元的能源转换情况：
Pt chp＝ηePt g；
Figure BDA00040318597100000910
0≤Pt g≤Pt g,max；
其中，Pt g表示t时刻，能源中转方向上级能源系统购买的天然气量；ηe表示CHP单元的天然气转电能的效率；ηh表示CHP单元的天然气转热能的效率；Pt g,max表示CHP单元的额定容量。
延续前例，可以通过以下公式，确定热泵的能源转换情况：
Figure BDA0004031859710000101
Figure BDA0004031859710000102
其中，ηhp表示热泵的电能转热能的效率；Pt hp,max表示热泵的额定容量。
S160、根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束。
其中，能源售价是指建筑集群中的用户从能源中转方购买能源的成本。需要说明的是，能源售价可以根据不同的建筑集群进行动态调整，本发明实施例对此不作任何限定。越级能源售价是指建筑集群中的用户从上级能源系统购买能源的成本。能源售价约束是指能源调度中的能源售价需要满足的条件。
示例性的，针对任一建筑集群，可以通过以下公式，确定能源售价约束：
Figure BDA0004031859710000103
Figure BDA0004031859710000104
其中，
Figure BDA0004031859710000105
表示能源售价；
Figure BDA0004031859710000106
表示能源售价的下限值；
Figure BDA0004031859710000107
表示能源售价的上限值；
Figure BDA0004031859710000108
表示越级能源售价；T表示一个能源调度周期。
S170、在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据能源中转方的能源需求成本和各建筑集群的能源需求成本，确定能源中转方的目标能源分配情况。
其中，目标约束条件是指能源调度过程中，建筑集群、能源中转方和上级能源系统需要满足的条件。具体的，目标约束条件可以包括建筑节点的热平衡约束、建筑集群的热负荷约束、供热网络管道约束、配电网约束和能源平衡约束中的至少一种。
其中，能源中转方的能源需求成本是指能源中转方从上级能源系统购买能源的成本。建筑集群的能源需求成本是指建筑集群中的用户从能源中转方购买能源的成本。
其中，目标能源分配情况是指能源中转方进行能源分配的方式。可选的，目标能源分配情况包括能源中转方的不同类别能源的需求分配情况、能源中转方向通过供热管道向异质建筑集群提供热量的管道流量分配情况、以及能源中转方向不同建筑集群提供能源的价格等中的至少一种。
其中，需求分配情况是指能源中转方从上级能源系统购买各类别能源的比例。管道流量分配情况是指能源中转方为不同建筑集群提供热量的分配情况。本发明实施例对能源中转方从上级能源系统购买的能源类别不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。示例性的，能源中转方可以从上级能源系统中购买天然气、电能和热能。
可以理解的是，通过引入需求分配情况和管道流量分配情况，实现了对能源中转方的多方面考虑，进一步提高目标能源分配情况的准确性和全面性。
需要说明的是，目标能源分配情况还可以考虑能源中转方的供热利益，和各建筑集群的购热成本。在一个可选实施例中，可以在能源中转方的供热利益最大，且各建筑集群的购热成本最小时，确定目标能源分配情况。
在一个可选实施例中，在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据能源中转方的能源需求成本和各建筑集群的能源需求成本，确定能源中转方的目标能源分配情况，包括：将各建筑集群的能源需求成本与能源中转方的能源需求成本差值作为上层目标函数，以及，将各建筑集群的能源需求成本作为下层目标函数；将满足目标约束条件中的上层约束条件和能源售价约束的情况下，上层目标函数最大，且将满足目标约束条件中的下层约束条件和能源售价约束的情况下，下层目标函数最小时，对应的能源分配情况作为目标能源分配情况；其中，下层约束条件包括建筑节点的热平衡约束和建筑集群的热负荷约束；上层约束条件为目标约束条件中除下层约束条件以外的其他约束。
其中，下层约束条件是指在能源调度过程中，建筑集群需要满足的条件。上层约束条件是指在能源调度过程中，能源中转方和上级能源系统需要满足的条件。
示例性的，可以通过以下公式，确定上层目标函数的最大值：
Figure BDA0004031859710000111
其中，
Figure BDA0004031859710000112
表示能源中转方提供给建筑集群的电能的单价；
Figure BDA0004031859710000113
表示能源中转方提供给建筑集群的电能的功率；Δt表示时间；
Figure BDA0004031859710000114
表示能源中转方提供给建筑集群的热能的单价；
Figure BDA0004031859710000115
表示能源中转方提供给建筑集群的热能的功率；
Figure BDA0004031859710000116
表示能源中转方从上级能源系统购买电能的单价；Pt e表示能源中转方从上级能源系统购买电能的功率；
Figure BDA0004031859710000117
表示能源中转方从上级能源系统购买天然气的单价；Pt g表示能源中转方从上级能源系统购买天然气的功率；Cht buy表示能源中转方从上级能源系统购买热能的单价；Pt h表示能源中转方从上级能源系统购买热能的功率。
示例性的，可以通过以下公式，确定下层目标函数的最小值：
Figure BDA0004031859710000121
可以理解的是，通过引入上层目标函数和下层目标函数，确定目标能源分配情况，提高了目标能源分配情况的准确度；同时，通过引入上层约束条件确定上层目标函数的最大值，下层约束条件确定下层目标函数的最小值，实现了对能源调度过程中涉及到的参与方需要满足何种条件的综合考虑，进一步提高了目标能源分配情况的准确度。
本发明实施例提供的能源调度方案，通过不同建筑集群的热导抗参数，构建相应的热平衡约束，提高了构建的热平衡约束的准确性，进一步提高了构建目标约束条件的准确性，提高了异质建筑集群的差异化需求响应能力的准确性。同时，通过引入热平衡约束、热负荷约束、供热网络管道约束、配电网约束、能源平衡约束和能源售价约束，确定目标能源分配情况，避免了根据单一约束条件，确定目标能源分配情况时，出现分配不准确的情况，提高了确定目标能源分配情况的准确性。
实施例二
图2A是本发明实施例二提供的一种能源调度方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上，进一步的，将“根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束”操作，细化为“针对异质建筑集群中各建筑集群，根据该建筑集群的绝热性能参数，确定该建筑集群中各建筑节点内墙体的热导抗参数；根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束”，以完善热平衡约束的构建机制。需要说明的是，在本发明实施例中未详述的部分，可参见其他实施例的表述。
参见图2A所示的能源调度方法，包括：
S210、针对异质建筑集群中各建筑集群，根据该建筑集群的绝热性能参数，确定该建筑集群中各建筑节点内墙体的热导抗参数。
其中，绝热性能参数是指可以用于确定建筑集群的绝热或保暖能力好坏的数据。可选的，建筑集群的绝热性能参数可以包括建筑集群的建筑材料、存续时间和老化程度等参数中的至少一种。
其中，存续时间是指建筑集群的存在时长。老化程度参数是指可以用于量化建筑集群老化程度的数据。
可以理解的是，通过引入建筑材料、存续时间和老化程度参数，确定建筑集群的绝热性能参数，提高了绝热性能参数确定过程所参照因素的丰富性和全面性，进而提高了热导抗参数确定结果的准确度。
S220、根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束。
在一个可选实施例中，热平衡约束包括墙体热平衡约束；根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，包括：针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、相应邻近节点的室内温度、以及与相应邻近节点之间的共用墙体的墙体参数，构建该建筑节点与相应邻近节点之间的墙体热平衡约束；其中，墙体参数包括热导抗参数、光照参数和待优化的墙体温度。
其中，墙体热平衡约束是指在能源调度过程中，建筑节点对应墙体需要满足的热能平衡条件。光照参数是指用来描述墙体受到光照的数据。具体的，光照参数可以包括墙体是否接受阳光照射、墙体的吸热率和墙体接受室外光照的强度。
示例性的，参见图2B所示的各建筑节点的等效关系示意图。若确定任一建筑节点为建筑节点1；该建筑节点1右侧的邻近节点为建筑节点2；该建筑节点1上方的邻近节点为建筑节点3；该建筑节点1左侧的邻近节点为外界，设为建筑节点4；该建筑节点1下方的邻近节点为外界，设为建筑节点5；其中，Cr表示热量在建筑节点1中的存储；可以通过以下公式，构建该建筑节点1分别与建筑节点2、建筑节点3、建筑节点4和建筑节点5之间的墙体热平衡约束：
Figure BDA0004031859710000131
其中，
Figure BDA0004031859710000132
表示建筑节点1的室内温度；
Figure BDA0004031859710000133
表示建筑节点2的室内温度；
Figure BDA0004031859710000134
表示建筑节点3的室内温度；
Figure BDA0004031859710000141
表示建筑节点4(图中未示出)的室外温度；
Figure BDA0004031859710000142
表示建筑节点5(图中未示出)的室外温度；
Figure BDA0004031859710000143
表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体的热容；
Figure BDA0004031859710000144
表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体的热容；
Figure BDA0004031859710000145
表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体的热容；
Figure BDA0004031859710000146
表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体的热容；
Figure BDA0004031859710000147
表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体的墙体温度；
Figure BDA0004031859710000148
表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体的墙体温度；
Figure BDA0004031859710000149
表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体的墙体温度；
Figure BDA00040318597100001410
表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体的墙体温度；
Figure BDA00040318597100001411
表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体的热阻；
Figure BDA00040318597100001412
表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体的热阻；
Figure BDA00040318597100001413
表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体的热阻；
Figure BDA00040318597100001414
表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体的热阻；r1,2表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体是否接受阳光照射；r1,3表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体是否接受阳光照射；r1,4表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体是否接受阳光照射；r1,5表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体是否接受阳光照射；α1,2表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体的吸热率；α1,3表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体的吸热率；α1,4表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体的吸热率；α1,5表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体的吸热率；
Figure BDA00040318597100001415
表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体的表面积；
Figure BDA00040318597100001416
表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体的表面积；
Figure BDA00040318597100001417
表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体的表面积；
Figure BDA00040318597100001418
表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体的表面积；
Figure BDA00040318597100001419
表示建筑节点1和建筑节点2之间共用墙体接受室外光照的强度；
Figure BDA00040318597100001420
表示建筑节点1和建筑节点3之间共用墙体接受室外光照的强度；
Figure BDA00040318597100001421
表示建筑节点1和建筑节点4之间共用墙体接受室外光照的强度；
Figure BDA00040318597100001422
表示建筑节点1和建筑节点5之间共用墙体接受室外光照的强度。需要说明的是，本发明实施例对确定相邻节点间的共用墙体是否接受阳关照射的方式不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。举例说明，r1,j(j＝2,3,4,5)取1时，表示该共用墙体接受阳光照射；r1,j(j＝2,3,4,5)取0时，表示该共用墙体没有接受阳光照射。
可以理解的是，通过引入墙体热平衡约束，确定任一建筑节点与相应相邻节点之间共用墙体的热量平衡，实现了对任一建筑节点各墙体的热平衡的考虑，提高了后续处理的准确性。
在一个可选实施例中，热平衡约束包括室内热平衡约束；根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，包括：针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、室外温度、共用墙体的墙体参数和窗体参数，构建该建筑节点的室内热平衡约束；其中，窗体参数包括窗体热阻、窗体面积和窗体光照参数。
其中，室内热平衡约束是指在能源调度过程中，任一房间中的热量需要满足的热能平衡条件。窗体光照参数是指用来描述窗体受到光照的数据。具体的，窗体光照参数可以包括窗体透射率和窗体接受的光照强度。
延续前例，可以通过以下公式，确定室内热平衡约束：
Figure BDA0004031859710000151
其中，
Figure BDA0004031859710000152
表示建筑节点1的热容；
Figure BDA0004031859710000153
表示建筑节点1与相邻节点之间共用墙体的墙体温度；
Figure BDA0004031859710000154
表示建筑节点1与相邻节点之间共用墙体的热阻；Tout表示室外温度；Rwin表示窗体热阻；
Figure BDA0004031859710000155
表示建筑节点1的散热器热量；
Figure BDA0004031859710000156
表示建筑节点1的内部得热量；τwin表示窗体透射率；Awin表示窗体面积；Qwin表示窗体接受的光照强度。
可以理解的是，通过引入室内热平衡约束，实现了对任一建筑节点的热平衡的确定，提高了热平衡约束的构建结果的准确性。
S230、根据各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建建筑集群的热负荷约束。
S240、根据建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束。
S250、根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束。
S260、根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束。
S270、根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束。
S280、在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据能源中转方的能源需求成本和各建筑集群的能源需求成本，确定能源中转方的目标能源分配情况。
本发明实施例提供的能源调度方案，通过将根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束操作，细化为针对异质建筑集群中各建筑集群，根据该建筑集群的绝热性能参数，确定该建筑集群中各建筑节点内墙体的热导抗参数；根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，上述方案，通过绝热性能参数，确定热导抗参数，实现了根据不同建筑集群，确定不同的热导抗参数，避免了不同建筑集群根据固定热导抗参数，构建热平衡约束时出现不准确的情况，提高了构建相应建筑节点的热平衡约束的准确性。
在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种确定目标能源分配情况的运算方法，以便高效求解。在一个可选实施例中，可以通过拉格朗日函数，确定目标能源分配情况。具体的，目标约束条件中包括等式约束条件和不等式约束条件；相应的，将满足目标约束条件中的上层约束条件和能源售价约束的情况下，上层目标函数最大，且将满足目标约束条件中的下层约束条件和能源售价约束的情况下，下层目标函数最小时，对应的能源分配情况作为目标能源分配情况，包括：根据下层目标函数、以及下层约束条件中的等式约束条件和不等式约束条件，构建拉格朗日函数；对拉格朗日函数中的下层变量和对偶变量求偏导，生成平稳条件和互补松弛条件；基于大M理论，将互补松弛条件进行线性化，以更新互补松弛条件；根据平稳条件和更新后的互补松弛条件，将下层目标函数和下层约束条件，转化为上层目标函数的约束条件，以更新上层目标函数的约束条件；基于平稳条件和更新后的互补松弛条件，根据强对偶原理，改写下层目标函数，并根据改写后的下层目标函数，更新上层目标函数；根据更新后的上层目标函数和相应约束条件，确定目标能源分配情况。
示例性的，可以通过以下公式，确定拉格朗日函数：
Figure BDA0004031859710000161
其中，βag表示对偶变量；λag表示对偶变量；hag,j表示不等式约束条件；gag,k表示等式约束条件。
延续前例，对拉格朗日函数中的下层变量和对偶变量求偏导，生成平稳条件：
Figure BDA0004031859710000171
Figure BDA0004031859710000172
Figure BDA0004031859710000173
延续前例，对拉格朗日函数中的下层变量和对偶变量求偏导，生成互补松弛条件：
Figure BDA0004031859710000174
Figure BDA0004031859710000175
其中，
Figure BDA0004031859710000176
和
Figure BDA0004031859710000177
表示下限值；
Figure BDA0004031859710000178
和
Figure BDA0004031859710000179
表示上限值。
进一步的，基于大M理论对互补松弛条件进行线性化，得到更新后的互补松弛条件；根据平稳条件和更新后的互补松弛条件，将下层目标函数和下层约束条件，转化为上层目标函数的约束条件，以更新上层目标函数的约束条件；基于平稳条件和更新后的互补松弛条件，根据强对偶原理，改写下层目标函数，得到改写后的下层目标函数：
Figure BDA0004031859710000181
进一步的，根据改写后的下层目标函数，更新上层目标函数，得到更新后的上层目标函数及相应约束条件：
Figure BDA0004031859710000182
进一步的，根据上述更新后的上层目标函数和相应约束条件，确定目标能源分配情况。
在一个可选实施例中，可以参见图2C所示的目标能源分配情况的求解示意图。其中，初始模型为以能源中转方为上层，以异质建筑集群为下层的双层优化模型；针对该初始模型，利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker，最优解的一阶必要条件)条件将初始模型转化为单层的带有平衡约束的模型MPEC(mathematical problem with equilibrium,均衡约束规划问题)，进而对线性化后的MILP(mixed integer linear programming，混合整数线性规划)模型(也即更新后的上层目标函数)，通过MATLAB的CPLEX求解器进行求解，以实现高效求解。具体的，根据MPEC模型中的更新后的下层约束条件，得到更新后的下层目标函数；根据更新后的下层目标函数和更新后的下层约束条件，得到更新后的上层目标函数，以及相应约束条件；根据更新后的上层目标函数和相应约束条件，确定目标能源分配情况。
需要说明的是，本发明实施例中，还可以建立带有可调节室内散热器的建筑集群的详细热动力学模型，以实现该建筑集群集中供热环境下的供热需求响应；进一步的，还可以基于不同建筑集群差异化的蓄热特性，采用热阻-热容模型分别对异质建筑集群的墙体热动态和室内热动态分别进行建模；能源中转方还可以根据下层建筑集群的差异化热需求响应能力，分别提供差异化的售热价格，不同建筑集群的用户可根据售热价格，室外温度，调整自己室内散热器的流量。这样做的好处是，不仅能够充分调动不同建筑集群参与协同优化时的调节潜力，还能更加合理的均衡供需双方的利益。
实施例三
本发明实施例在上述各实施例的基础上，提供了一个可选实施例。需要说明的是，在本发明实施例未详述的部分，可参见其他实施例的表述。
为了更好的了解本发明实施例提供的能源调度方案，首先参见图3所示的能源调度过程中各参与方之间的关系。其中，Ph表示能源中转方从上级能源系统购买的热能。Pe表示能源中转方从上级能源系统购买的电能。Pg表示能源中转方从上级能源系统购买的天然气。Cesale表示能源中转方提供给建筑集群的电能的单价。
Figure BDA0004031859710000191
表示能源中转方提供给建筑集群A的热能的单价。P1 e,L表示建筑集群A的电负荷。P1 h,L表示建筑集群A的热负荷。
Figure BDA0004031859710000192
表示能源中转方提供给建筑集群B的热能的单价。
Figure BDA0004031859710000195
表示建筑集群B的电负荷。
Figure BDA0004031859710000196
表示建筑集群B的热负荷。
Figure BDA0004031859710000193
表示能源中转方提供给建筑集群C的热能的单价。P3 e,L表示建筑集群C的电负荷。P3 h,L表示建筑集群C的热负荷。
举例说明，若本发明实施例中的建筑集群设置为层高3m，共10层的独栋住宅。每层有4个用户，每个用户的散热区域为36m2。选取冬季的典型日，绝热性能不同的单个散热区域的相关参数。参见图4所示的室外温度和光照强度的示意图，以及图5A和图5B分别所示的能源中转方和用户分别从上级能源系统购买能源的价格示意图。需要说明的是，本发明实施例没有考虑楼宇电需求响应对售电价格的影响，用户的售电价格假定为用户从上级能源系统购买能源的价格，单户居民电负荷参见图6所示的示意图。其中，一个调度周期为24h，热价每小时变化一次，用户散热器流量每小时变化一次。
表1绝热性能不同的建筑集群的单个散热区域相关参数
Figure BDA0004031859710000194
具体的，能源中转方可以优化能源生产计划和售热价格，使得自身利益最大化。参见图7A和图7B分别所示的能源中转方针对电能和热能的生产分配结果示意图。绝热性能不同的建筑集群可以根据差异化的热需求响应能力，主动地参与热价制定过程，从而实现楼宇用户和能源中转方的灵活互动。参见图8A、图8B和图8C分别所示的建筑集群A、建筑集群B和建筑集群C中散热器流量和售热价格关系的示意图，并参见图9A、图9B和图9C分别所示的建筑集群A、建筑集群B和建筑集群C的室内温度和散热器流量关系的示意图。对于建筑集群A，在室外温度骤降时段(17:00-19:00)，由于该建筑集群A在16:00和19:00进行了提前蓄热，故在售热价格较高时刻可降低用能成本(此时散热器流量为0)，在售热价格的低谷时段14:00和22:00散热器流量处于峰值；对于建筑集群B，在售热价格的高峰时段(18:00和20:00)，散热器的流量较低。相反，在售热价格的低谷时(19:00和22:00)散热器流量达到了峰值，在室外温度骤降时段，虽然建筑集群B在16:00(售热价格较低时)进行了蓄热，为维持室内舒适度，仍需要在19:00(此时建筑集群B购热价格较高)进行二次蓄热，这是由于建筑集群B的绝热性能介于建筑集群A和建筑集群C之间所致；对于建筑集群C，在售热价格的高峰时段(5:00、13:00和17:00)，散热器的流量较低，在售热价格的低谷时段(7:00、10:00和16:00)，散热器流量达到了峰值。当室外温度骤降时，虽然建筑集群C在16:00(售热价格较低时)进行了蓄热，但为了维持室内舒适度，仍然需要在17:00、18:00和19:00(此时建筑集群C购热价格较高)进行多次蓄热，这是由于建筑集群C绝热性能最低所致。此外，各建筑集群流量的峰值一般出现在售热价格达到峰值之前，例如：建筑集群A在14:00和22:00时出现流量峰值；建筑集群B在16:00和22:00时出现流量峰值；建筑集群C在4:00、10:00和16:00时出现流量峰值。
进一步的，为了分析异质建筑集群的建筑热惯性对能源中转方和楼宇用户主从博弈协同优化的影响，本发明实施例按照相同的模型和方法设置了以下两个场景。
场景1：本方法提出的绝热性能差异的建筑集群与ICES协同优化互动，并考虑不同用户热需求下，提供差异化能源价格。
场景2：能源中转方在0.9-1.1倍的范围内设定售热价格，没有考虑绝热性能差异的建筑集群与ICES协同优化互动。
图10给出了两种场景下能源中转方的收益和不同建筑集群用能成本对比关系。对于场景2来说，各建筑集群的购热价格由能源中转方决定，会出现两种情况。第一种情况：当能源中转方定价过高(图10中
Figure BDA0004031859710000201
的点)，能源中转方获得比场景1更多的利润，但此时建筑集群用能成本也相应能加，这样的结果不利于建筑集群；第二种情况：当能源中转方定价过低(图10中
Figure BDA0004031859710000202
的点)，与场景1相比，各建筑集群用能成本降低，但能源中转方的利润也显著降低，这样的结果不利于能源中转方。与场景2相比，场景1不仅充分调动各建筑集群与能源中转方互动时的调节潜力，也能均衡二者之间的利益。表2设置对比如下：
表2场景1和场景2设置
Figure BDA0004031859710000211
具体的，为了进一步验证考虑建筑集群差异化供热的优势，本发明实施例进一步设置了场景3进行对比。场景3：能源中转方设定固定的售热价格，并且建筑集群内散热器的流量也不可调。表3置对比如下：
表3场景1和场景3设置
Figure BDA0004031859710000212
本发明实施例中，三种场景下各建筑集群室内温度对比如图11A、图11B和图11C所示。可以看到，场景1和场景2可以将室内温度保持在舒适度范围内，而场景3由于不考虑建筑集群的热需求响应，室内温度跟随室外温度的变化而变化，无法保持在舒适度范围内。仿真结果表明，建筑集群的用能成本的排序为建筑集群A<建筑集群B<建筑集群C。这说明，具有良好绝热性能的建筑集群，比绝热性能较差的建筑集群，能更好地利用自身的灵活性降低用能成本，从而对能源中转方的售热价格产生更明显的影响。
本发明实施例提供的能源调度方案，建筑集群由于热惯性具有一定的蓄热能力，用户根据能源中转方的售热价格，调整散热器的流量，在保证室内温度在舒适度范围内的同时进一步降低成本；同时，能源中转方能够为不同热需求响应能力的用户提供差异化的售热价格，以达到供需双方均满意的目的；并且，本发明实施例中通过三个具有不同绝热性能的建筑集群，建筑集群绝热性能从高到低的顺序为建筑集群A>建筑集群B>建筑集群C为例，进行说明，得到的建筑集群用能成本的排序为建筑集群A<建筑集群B<建筑集群C。这说明，具有良好绝热性能的建筑集群，比绝热性能较差的建筑集群，能更好地利用自身的灵活性降低用能成本，从而对能源中转方的售热价格产生更明显的影响。
实施例四
图12是本发明四提供的一种能源调度装置的结构示意图，本实施例可适用于对异质建筑集群进行能源调度的情况，该方法可以由能源调度装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并可配置于承载能源调度方法的电子设备中。
如图12所示，该装置包括：热平衡约束构建模块410、热负荷约束构建模块420、管道约束构建模块430、配电网约束构建模块440、能源平衡约束构建模块450、能源售价约束构建模块460和目标能源分配情况确定模块470。其中，
热平衡约束构建模块410，用于根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同；
热负荷约束构建模块420，用于根据各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建建筑集群的热负荷约束；
管道约束构建模块430，用于根据建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；
配电网约束构建模块440，用于根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束；
能源平衡约束构建模块450，用于根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；
能源售价约束构建模块460，用于根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；
目标能源分配情况确定模块470，用于在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据能源中转方的能源需求成本和各建筑集群的能源需求成本，确定能源中转方的目标能源分配情况；
其中，目标约束条件包括建筑节点的热平衡约束、建筑集群的热负荷约束、供热网络管道约束、配电网约束和能源平衡约束中的至少一种。
本发明实施例提供的能源调度方案，通过不同建筑集群的热导抗参数，构建相应的热平衡约束，提高了构建的热平衡约束的准确性，进一步提高了构建目标约束条件的准确性，提高了异质建筑集群的差异化需求响应能力的准确性。同时，通过引入热平衡约束、热负荷约束、供热网络管道约束、配电网约束、能源平衡约束和能源售价约束，确定目标能源分配情况，避免了根据单一约束条件，确定目标能源分配情况时，出现分配不准确的情况，提高了确定目标能源分配情况的准确性。
可选的，目标能源分配情况包括能源中转方的不同类别能源的需求分配情况，以及能源中转方向通过供热管道向异质建筑集群提供热量的管道流量分配情况。
可选的，热平衡约束构建模块410，包括：
热导抗参数确定单元，用于针对异质建筑集群中各建筑集群，根据该建筑集群的绝热性能参数，确定该建筑集群中各建筑节点内墙体的热导抗参数；
热平衡约束构建单元，用于根据该建筑集群中各建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束。
可选的，建筑集群的绝热性能参数包括建筑集群的建筑材料、存续时间和老化程度参数中的至少一种。
可选的，热平衡约束包括墙体热平衡约束；热平衡约束构建单元，具体用于：
针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；
针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、相应邻近节点的室内温度、以及与相应邻近节点之间的共用墙体的墙体参数，构建该建筑节点与相应邻近节点之间的墙体热平衡约束；
其中，墙体参数包括热导抗参数、光照参数和待优化的墙体温度。
可选的，热平衡约束包括室内热平衡约束；热平衡约束构建单元，具体用于：
针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；
针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、室外温度、共用墙体的墙体参数和窗体参数，构建该建筑节点的室内热平衡约束；
其中，窗体参数包括窗体热阻、窗体面积和窗体光照参数。
可选的，管道约束构建模块430，包括：
节点流量等式约束构建单元，用于根据建筑集群中供热管道的拓扑结构和待优化的管道流量，构建各管道节点的节点流量等式约束；
管道压力等式约束构建单元，用于根据具备连接关系的管道节点间的管道压力差值、和所连接管道的管道流量，构建所连接供热管道的管道压力等式约束；
管道压力不等式约束构建单元，用于根据管道流量上下限，构建管道流量不等式约束，以及根据管道压力上下限，构建管道压力不等式约束；
管道压力等式约束更新单元，用于对管道压力等式约束中的管道流量进行分段线性化，以更新管道压力等式约束；
其中，供热网络管道约束包括各管道节点的节点流量等式约束、管道流量不等式约束、管道压力不等式约束和更新后的供热管道的管道压力等式约束。
可选的，热负荷约束构建模块420，包括：
散热器约束构建单元，用于针对各建筑集群，根据该建筑集群中各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，以及待优化的管道流量，构建散热器热量等式约束；其中，供热管道为散热器所连接管道；
供热约束构建单元，用于根据该建筑集群中各建筑节点对应散热器热量，构建该建筑集群的供热总负荷等式约束；
管道流量不等式约束构建单元，用于根据室内温度上下限，构建温度不等式约束，以及，根据供热管道的管道流量的流量上下限，构建管道流量不等式约束；
其中，建筑集群的热负荷约束包括散热器热量等式约束、建筑集群的供热总负荷等式约束、温度不等式约束和管道流量不等式约束。
可选的，目标能源分配情况确定模块470，包括：
下层目标函数确定单元，用于将各建筑集群的能源需求成本与能源中转方的能源需求成本差值作为上层目标函数，以及，将各建筑集群的能源需求成本作为下层目标函数；
目标能源分配情况确定单元，用于将满足目标约束条件中的上层约束条件和能源售价约束的情况下，上层目标函数最大，且将满足目标约束条件中的下层约束条件和能源售价约束的情况下，下层目标函数最小时，对应的能源分配情况作为目标能源分配情况；
其中，下层约束条件包括建筑节点的热平衡约束和建筑集群的热负荷约束；上层约束条件为目标约束条件中除下层约束条件以外的其他约束。
本发明实施例所提供的能源调度装置，可执行本发明任意实施例所提供的能源调度方法，具备执行各能源调度方法相应的功能模块和有益效果。
本发明的技术方案中，所涉及的热导抗参数、传热温度、拓扑结构、电导抗参数、能源转化情况、能源消耗情况、能源售价上下限、越级能源售价和能源需求成本等的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

Claims (10)

1.一种能源调度方法，其特征在于，包括：
根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同；
根据各所述建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建所述建筑集群的热负荷约束；
根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；
根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束；
根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各所述建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；
根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；
在满足目标约束条件和所述能源售价约束的情况下，根据所述能源中转方的能源需求成本和各所述建筑集群的能源需求成本，确定所述能源中转方的目标能源分配情况；
其中，所述目标约束条件包括所述建筑节点的热平衡约束、所述建筑集群的热负荷约束、所述供热网络管道约束、所述配电网约束和所述能源平衡约束中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标能源分配情况包括所述能源中转方的不同类别能源的需求分配情况，以及所述能源中转方向通过供热管道向异质建筑集群提供热量的管道流量分配情况。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，包括：
针对异质建筑集群中各建筑集群，根据该建筑集群的绝热性能参数，确定该建筑集群中各建筑节点内墙体的热导抗参数；
根据该建筑集群中各所述建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建筑集群的绝热性能参数包括所述建筑集群的建筑材料、存续时间和老化程度参数中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热平衡约束包括墙体热平衡约束；所述根据该建筑集群中各所述建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，包括：
针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；
针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、相应邻近节点的室内温度、以及与相应邻近节点之间的共用墙体的墙体参数，构建该建筑节点与相应邻近节点之间的墙体热平衡约束；
其中，所述墙体参数包括热导抗参数、光照参数和待优化的墙体温度。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热平衡约束包括室内热平衡约束；所述根据该建筑集群中各所述建筑节点对应墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束，包括：
针对该建筑集群中各建筑节点的分布情况，确定任一建筑节点的邻近节点；
针对任一建筑节点，根据该建筑节点的室内温度、室外温度、共用墙体的墙体参数和窗体参数，构建该建筑节点的室内热平衡约束；
其中，所述窗体参数包括窗体热阻、窗体面积和窗体光照参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束，包括：
根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构和待优化的管道流量，构建各管道节点的节点流量等式约束；
根据具备连接关系的管道节点间的管道压力差值、和所连接管道的管道流量，构建所连接供热管道的管道压力等式约束；
根据管道流量上下限，构建管道流量不等式约束，以及根据管道压力上下限，构建管道压力不等式约束；
对所述管道压力等式约束中的管道流量进行分段线性化，以更新所述管道压力等式约束；
其中，所述供热网络管道约束包括各管道节点的节点流量等式约束、管道流量不等式约束、管道压力不等式约束和更新后的供热管道的管道压力等式约束。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建所述建筑集群的热负荷约束，包括：
针对各建筑集群，根据该建筑集群中各建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，以及待优化的管道流量，构建散热器热量等式约束；其中，所述供热管道为散热器所连接管道；
根据该建筑集群中各建筑节点对应散热器热量，构建该建筑集群的供热总负荷等式约束；
根据室内温度上下限，构建温度不等式约束，以及，根据供热管道的管道流量的流量上下限，构建管道流量不等式约束；
其中，所述建筑集群的热负荷约束包括散热器热量等式约束、建筑集群的供热总负荷等式约束、温度不等式约束和管道流量不等式约束。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述在满足目标约束条件和能源售价约束的情况下，根据所述能源中转方的能源需求成本和各所述建筑集群的能源需求成本，确定所述能源中转方的目标能源分配情况，包括：
将各所述建筑集群的能源需求成本与所述能源中转方的能源需求成本差值作为上层目标函数，以及，将各所述建筑集群的能源需求成本作为下层目标函数；
将满足所述目标约束条件中的上层约束条件和所述能源售价约束的情况下，所述上层目标函数最大，且将满足所述目标约束条件中的下层约束条件和所述能源售价约束的情况下，所述下层目标函数最小时，对应的能源分配情况作为所述目标能源分配情况；
其中，所述下层约束条件包括所述建筑节点的热平衡约束和所述建筑集群的热负荷约束；所述上层约束条件为所述目标约束条件中除所述下层约束条件以外的其他约束。
10.一种能源调度装置，其特征在于，包括：
热平衡约束构建模块，用于根据异质建筑集群中不同建筑节点的墙体的热导抗参数，构建相应建筑节点的热平衡约束；其中，属于异质建筑集群的建筑节点对应的热导抗参数不同；
热负荷约束构建模块，用于根据各所述建筑节点的散热区域对应供热管道的传热介质的传热温度，构建所述建筑集群的热负荷约束；
管道约束构建模块，用于根据所述建筑集群中供热管道的拓扑结构，构建供热网络管道约束；
配电网约束构建模块，用于根据异质建筑集群所属配电网系统中相邻电网节点间的电导抗参数，构建配电网约束；
能源平衡约束构建模块，用于根据能源中转方的能源转化设备的能源转化情况和各所述建筑集群的能源消耗情况，构建能源平衡约束；
能源售价约束构建模块，用于根据能源售价上下限和越级能源售价，构建能源售价约束；
目标能源分配情况确定模块，用于在满足目标约束条件和所述能源售价约束的情况下，根据所述能源中转方的能源需求成本和各所述建筑集群的能源需求成本，确定所述能源中转方的目标能源分配情况；
其中，所述目标约束条件包括所述建筑节点的热平衡约束、所述建筑集群的热负荷约束、所述供热网络管道约束、所述配电网约束和所述能源平衡约束中的至少一种。
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