一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法与流程

本发明涉及综合能源建模领域，具体为一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法。

背景技术：

1、21世纪前叶，伴随着世界人民生活质量的提高，生产力和能源需求显著提高，世界能源消耗速度迅速增长。与传统的单一能源系统相比，综合能源系统有着统筹控制、多能互补的特点，可以优化能源的分配。因此，配网侧综合能源系统既是更加绿色环保的选择，又是更加符合能源可持续发展战略的研究方向。但是，目前的综合能源系统仿真罕有结合3d建模和等效能源模型，且国内没有trnsys3d等效能源模型的搭建方法。本文将以模拟温室环境为基础，提供结合3d建模和等效能源模型的综合能源系统搭建方法。

2、现有综合能源建模大多是基于物理模型的建模方法，将能源系统的各个子系统看作是物理实体，通过物理方程式和能量守恒原理来描述各个系统之间的关系，这种方法可以建立高度准确的模型。虽然等效能源模型可以提高系统的仿真精确度，但是与实际情况仍有一定的差异，存在计算量大、复杂度高等诸多弊端。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法，利用sketchup、trnsys软件和trnsys3d插件，探究以温室为例、结合等效能源模型的综合能源系统可行性与具体方案。创新性地提出结合3d建模和等效能源模型的方式搭建系统，使仿真更加直观、准确，给实际工程搭建提供了较强的使用价值。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法；所述建模方法如下：

3、s1配网侧综合能源系统3d建筑模型设计；

4、s101空间模型参数设计；

5、设计玻璃外墙温室模型，包括外墙、光伏阵列、土壤和圆水箱；设计参数分别为外墙的长度、宽度、厚度和高度，光伏阵列的长度、宽度、厚度和高度，土壤的长度、宽度、厚度和高度，圆水箱的半径、厚度和高度；

6、s102基于特征参数的空间模型建模；

7、根据参数对各个模型进行建模，并整合在一起；利用sketchup软件分别建模，最终形成温室模型三视图；

8、s2配网侧综合能源系统等效能源模型建模；

9、s201实际模型等效的能量模型建模；

10、建立包含3d几何信息的建筑模型，用于计算详细的建筑物辐射；为了将几何信息便捷地输入到建筑模型中，基于goggle sketchup的trnsys3d插件，新建一个trnsys3d区域，在此有效区域内搭建与实际模型等效的能量模型；

11、s202基于特征的等效能源模型搭建；

12、在sketchup内新建一个只有trnsys3d区域的文件，双击进入区域，在内部搭建一个“外墙长度”ד外墙宽度”的长方形地基；然后，选中地基表面，利用“推/拉”工具将平面拉高“外墙高度”，形成等效能源模型的温室外墙；此时外墙自动匹配为暖色外围区域；

13、温室外墙为玻璃结构，热传导率与墙体差别很大；双击进入trnsys3d区域，利用“卷尺”工具在任意一个边角的三条边上逐个添加0.5m的参考点，并将平面内的点两两相交，形成参考线；在参考线的交点上绘制“外墙长度-2*0.5m”ד外墙高度-2*0.5m”的长方形，或者“外墙宽度-2*0.5m”ד外墙高度-2*0.5m”的长方形，此时trnsys3d会自动将长方形识别为窗户并标记为淡蓝色；

14、重复上述操作，为温室的等效能源模型的四面添加剩余的窗户，并删除参考线；

15、s203等效能源模型信息匹配；

16、点击“show object info window”，不要选中区域；系统自动识别为建筑building，将名称改为“trnsys17”；选择trnsys3d区域，系统自动识别为区域zone，将名称改为“zone_1”；名称不能含有空格；

17、点击“surface matching”进行表面匹配，然后选择“match in entire model”，等效能源模型搭建完毕，保存.idf格式文件；

18、s3配网侧综合能源系统模型融合；

19、将等效能源模型导入trnsys；测试3d等效能源模型是否可以使用，trnsys提供了自动设置的模拟场景；打开simulation studio后，选择“新建项目”，再选择3d建筑项目3dbuilding project，在弹出的窗口中导入3d模型.idf格式、天气数据文件.tm2格式，设置建筑由北偏东的方位角度、太阳直射辐射强度、窗户对太阳辐射强度影响系数、以及所用的地热深度和温度；

20、点击创建项目，自动生成一个计算日照和地热对建筑影响的系统，包括建筑物温度变化，建筑物各面受到的太阳辐射量与温度的变化关系；

21、通过此系统展示出3d模型随时间变化的参数变化，进而学习到模型的参数设置、连接和计算方法，从而将所需的模块或数据导入课题搭建的温室综合能源系统中。

22、本发明提供了一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法。具备以下有益效果：

23、搭建综合能源系统时鲜有融合空间模型和等效能源模型的方法，本发明提供了3d模型到系统的详细搭建、导入方法；通过这种方法搭建的系统更加精准、具体、美观，对于前期的仿真模拟和后期的实际工程具有很好的参考价值。

技术特征：

1.一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法，其特征在于，所述建模方法如下：

技术总结
本发明提供了一种融合空间模型的配网侧综合能源系统建模方法，涉及综合能源建模领域。该综合能源系统建模方法具体包括如下步骤：S1配网侧综合能源系统空间模型设计；S2配网侧综合能源系统等效能源模型建模；S3配网侧综合能源系统模型融合。本发明利用SketchUp、Trnsys软件和Trnsys3D插件，探究以温室为例、结合等效能源模型的综合能源系统可行性与具体方案。创新性地提出结合3D建模和等效能源模型的方式搭建系统，使仿真更加直观、准确，给实际工程搭建提供了较强的使用价值。

技术研发人员：马原,徐广达,陈璨,刘佳林,马鑫晟,易姝娴,胡长斌,罗珊娜,朴政国,王泽众,宗瑾,龙飞,贾奇,张鹏,董勃绪
受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8