一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法与流程

本发明属于电网调峰和灵活调控，特别是涉及一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法。

背景技术：

1、地源热泵系统作为以电驱动的清洁供暖设备系统，有效地利用了土壤中稳定的热能，不仅推动了清洁能源供热技术的发展，同时该系统也成为了新型电力系统中重要的灵活性可控负载。但目前地源热泵系统在电网峰谷时段不具备灵活调控的能力。与此同时，现有研究缺乏一套完善的地源热泵系统灵活性控制策略，识别电网调控信号、优化明确热泵系统运行调控目标以及调节热泵系统可调设备，促进热泵系统与电网供需匹配程度，提升其自身用电效率系统性能，转移和削减部分用电负荷，提高热泵系统与电网供需匹配程度，以缓解热泵系统与电网侧的供需矛盾，促进地源热泵系统高效经济、节能低碳运行。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对现有技术中的问题，提出了一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法。地源热泵系统不仅是新型节能低碳供冷供热技术，也是新型电力系统中重要的灵活可控负载。当电力市场运行价格持续升高或系统可靠性受到威胁时，电力供给侧向地源热泵系统发出诱导性调控信号(减少负荷的直接补偿通知或电力价格上升信号)。地源热泵系统基于调控信号，以运行调控周期内经济性最优为目标，优化系统运行控制策略和用电行为，从而改变用户侧固有习惯用电模式，达到减少或推移某时段的用电负荷、参与电网需求响应的目的，进而缓解电力供需矛盾、保证电力系统的稳定性。该方法能够在不影响正常冷热需求的情况下，优化热泵系统及设备运行策略，转移和削减部分用电负荷，响应电力系统动态电价信号，以实现电力供需匹配的目标。

2、本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法，所述方法包括：

3、确定地源热泵系统及电网侧边界条件；

4、预测地源热泵系统及用户侧各项参数；

5、确定地源热泵系统运行控制目标；

6、制定地源热泵系统灵活性控制策略；

7、完善地源热泵系统末端舒适度保证措施。

8、进一步地，地源热泵系统根据电网侧发布的电价信号，考虑电网侧可再生能源的消纳能力，以电网侧发布的分时/实时电价信号为电网侧外部电力边界条件；以用户冷热需求和现场分布式可再生能源消纳需求为电网侧内部电力边界条件。

9、进一步地，根据地源热泵系统及电网侧边界条件，预测用户冷热负荷需求情况、地源热泵系统设备运行状态、机组负荷率情况。

10、进一步地，根据地源热泵系统与电网调峰互动需求，考虑热泵系统经济性运行目标和运行成本费用，分析热泵系统可调环节与设备，确定地源热泵系统运行控制目标与调控环节设备。

11、进一步地，根据地源热泵系统及电网侧边界条件与运行控制目标，预测建筑及热泵系统实际运行情况，对热泵系统可调节环节及设备进行调控，并对运行调控周期内地源热泵系统供热、供电负荷进行重新分配，进而提前制定地源热泵系统灵活性调控策略。

12、进一步地，根据热泵系统冷热电负荷分析结果和灵活性调控策略，提前设定最大加载和减载时间；减载降低负荷的过程中，监测回水温度，当采暖季低于设定值时、供冷季高于设定值时，认为末端舒适度不满足要求；加载减载调控负荷的过程中，监测房间室内温度，判断室内温度是否在热舒适范围内，保证满足末端舒适度要求。

13、进一步地，所述可调环节与设备包括热泵主机、输配系统、末端设备、建筑本体、蓄冷蓄热设备以及蓄电设备。

14、进一步地，最大加载和减载时间设置为3小时。

15、本发明提出一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法的步骤。

16、本发明提出一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现所述一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法的步骤。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、通过该运行控制方法可有效监测、记录并分析热泵系统运行控制周期内的冷热电负荷需求，机组负荷率情况，基于电力系统发布的动态电价信息，制定热泵系统在峰、谷、平电时段的灵活性调控策略。

19、2、基于该地源热泵系统灵活控制方法，在满足末端舒适度范围的条件下，以动态电价信号为外部电力边界条件，以用户冷热需求和现场分布式可再生能源消纳需求为内部电力边界条件，确定调控内不同时刻的热泵系统可调控部件、调控技术，以实现热泵系统运行周期经济性最优化，可降低系统运行成本。

20、3、在供暖季或供冷季采用该热泵系统灵活控制方法，能够保证不影响用户冷热需求的情况下，转移或削减部分用电负荷，实现削峰填谷、节能降碳以及与电网友好互动的目标。

技术特征：

1.一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法，其特征在于：所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：地源热泵系统根据电网侧发布的电价信号，考虑电网侧可再生能源的消纳能力，以电网侧发布的分时/实时电价信号为电网侧外部电力边界条件；以用户冷热需求和现场分布式可再生能源消纳需求为电网侧内部电力边界条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：根据地源热泵系统及电网侧边界条件，预测用户冷热负荷需求情况、地源热泵系统设备运行状态、以及机组负荷率情况。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：根据地源热泵系统与电网调峰互动需求，考虑热泵系统经济性运行目标和运行成本费用，分析热泵系统可调环节与设备，确定地源热泵系统运行控制目标与调控环节设备。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：根据地源热泵系统及电网侧边界条件与运行控制目标，预测建筑及热泵系统实际运行情况，对热泵系统可调节环节及设备进行调控，并对运行调控周期内地源热泵系统供热、供电负荷进行重新分配，进而提前制定地源热泵系统灵活性控制策略。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：根据热泵系统冷热电负荷分析结果和灵活性控制策略，提前设定最大加载和减载时间；减载降低负荷的过程中，监测回水温度，当采暖季低于设定值时、供冷季高于设定值时，认为末端舒适度不满足要求；加载减载调控负荷的过程中，监测房间室内温度，判断室内温度是否在热舒适范围内，保证满足末端舒适度要求。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述可调环节与设备包括热泵主机、输配系统、末端设备、建筑本体、蓄冷蓄热设备以及蓄电设备。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：最大加载和减载时间设置为3小时。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提出一种基于动态电价的地源热泵系统灵活调控方法。所述方法包括：确定地源热泵系统及电网侧边界条件；预测地源热泵系统及用户侧各项参数；确定地源热泵系统运行控制目标；制定地源热泵系统灵活性控制策略；完善地源热泵系统末端舒适度保证措施。通过该运行控制方法可有效监测、记录并分析热泵系统运行周期的冷热电负荷，机组负荷率情况，基于电网发布的分时电价信息，制定热泵系统在峰、谷、平电价时段的地源热泵系统灵活调控策略。

技术研发人员：李骥,路菲,徐伟,乔镖,冯晓梅,孙宗宇
受保护的技术使用者：中国建筑科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15