基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法与流程

1.本技术涉及新能源能效利用技术领域，具体涉及一种基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法。


背景技术：

2.新能发电源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等。利用现有的技术，通过上述的新型能源，实现发电的过程。
3.为了实现碳排放和碳吸收要达到均衡，近些年来，我国大力将新能源用到建筑冷源站。传统技术中，控制建筑冷源站根据住户需求按照设定功率进行工作，以保证正常的需求。比如，需要控制建筑室内温度为预设温度需要冷源站单位时间提供多大的制冷量，则控制制冷站的额定功率实现满足单位制冷量提供即可。
4.传统技术中的冷源站控制方式虽然可以满足建筑内温度控制的需求，但是由于新能源发现存在出力高峰与低谷时段，因此在高峰时段可能造成新能源发电弃能，而低谷时段则会耗费市电来满足冷源站工作需要，从而导致了能源的浪费。


技术实现要素：

5.本技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本技术实施例提供了一种基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法，所述方法包括：根据光伏发电的动态发电量确定出总发电量；确定建筑物室内空气最大蓄冷量和冷冻水管路剩余可续冷量；获取建筑物内当前用电量和历史用电量，通过建筑物内当前用电量对历史用电量进行修正，获得建筑物内耗能总用电；根据所述总发电量、建筑物室内空气蓄冷量、冷冻水管路剩余可续冷量和建筑物内耗能总用电确定出需要消纳的剩余电能和消纳时间；根据所述需要消纳的电能和消纳时间控制冷源站运行功率进行充冷，进入保冷模式；当光伏发电量骤降后，通过冷源站释放冷冻水实现建筑物内室温的控制。
6.采用上述实现方式，将光伏发电的电能进行有效利用，将传统技术中浪费的电能进行消纳储存为冷源站的冷源。光伏发电结束后，利用冷源站消纳电能存储的冷源对建筑室内温度进行调节，进而减少了市电的消耗，提高了能源利用率。
7.结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述根据光伏发电在一天内的动态发电量确定出总发电量，包括：通过室外光照度确定出光伏发电功率pv=kt*kv*f*sr,其中kv为太阳能光伏板转换率，f为光伏板总面积，kt为温度影响因子，sr太阳能辐射强度；根据日期同步数据从数据库中选取典型气象年相应时间的太阳能辐射强度计算预期时间的太阳能发电预测值。
8.结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述确定建筑物室内空气蓄冷量和冷冻水管路剩余可续冷量，包括：确定建筑物室内空气蓄冷量qf=k*c2*v*ρ*（t1-t2）,，v为建筑容积参数，k为风系统损耗修正参数，c2为空气体积比
热容，ρ为空气密度，t1为当前空气温度，t2为室内可接受最低温度；确定冷冻水管路剩余可续冷量qs=c1*m*(ta-tm),c1为水的质量比热容，m为水管路中水的质量，c和m为常数，ta为当下供回水平均温度，tm为最低水温度。
9.结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述获取建筑物内当前用电量和历史用电量，通过建筑物内当前用电量对历史用电量进行修正，获得建筑物内耗能总用电，包括:基于实时用电量计量数据，调取历史用电量同时间的用电存储历史数据加权平均，依据当下用电数据进行比对修正，用能数据偏差15%以内，按照历史数据加权平均值计算；或者，当用能数据偏差15%以上，用电负荷测算模块按照偏差值同比例缩放。
10.结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述根据所述总发电量、建筑物室内空气蓄冷量、冷冻水管路剩余可续冷量和建筑物内耗能总用电确定出需要消纳的剩余电能和消纳时间，包括：将总发电量减去建筑物室内空气蓄冷量、冷冻水管路剩余可续冷量和建筑物内耗能总用电总量之后获得最终需要消纳的剩余电能；以冷源站主机、水泵和风机最大运行功率，确定出消纳剩余电能的时间。
11.结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述根据所述需要消纳的电能和消纳时间控制冷源站运行功率进行充冷，进入保冷模式，包括：根据确定出的消纳剩余电能的时间和每组冷源站最大运行功率可消纳的电能确定出需要运行的冷源站组数；控制冷源站运行将剩余电能消纳完毕后，控制冷冻水出水温度及房间温度满足预设要求，系统进入保冷模式。
12.结合第一方面第五种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述当光伏发电量骤降后，通过冷源站释放冷冻水实现建筑物内室温的控制，包括：当室内热负荷降低，通过热负荷趋势测算平均实测室温与平均设定室温；当冷冻水出水温度达到上限，并持续预设时间段后，进入降低冷冻水泵频率，进入冷冻水阀调节，维持室温在设定值。
13.结合第一方面第六种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，还包括：依据季节设定优先启动容量较小的机组，系统运行中，动态加减机组；包括：当运行中的冷机负荷全部大于上限设定值发出报警信号，并按照冰机的启动顺序加载一台冷机，加载过程遵循运行时间少的设备优先投入运行的原则，当运行中的冷机负荷全部小于下限设定值这时发出报警信号，并按照冰机的停止顺序，卸载一台冷水机组，卸载过程遵循运行时间多的设备优先卸载的原则。
14.结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式中，系统启动命令发出后，当冷却水供水总管温度达到启动冷却塔温度，冷却塔启动后，根据总管温度与温度设定值的差值进行pid控制，其中：冷却水供水温度设定值由室外湿球温度和逼近度进行实时重置，同时设置冷却水供水温度设定值下限；当冷却水供水总管温度达到停塔温度，延时逐台停冷却风扇；冷却风扇在加载的过程中运行时间短的风扇优先加载，在减载过程中运行时间长的风扇优先减载。
附图说明
15.图1为本技术实施例提供的一种基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法的流程示意图；
图2为本技术实施例提供的室温控制策略示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。
17.本技术首先提供了一种实现本技术方法的系统硬件构架包括：多个控制器模块、室外照度传感器、室外温度传感器、室内温度传感器、水管温度传感器、水管压力传感器、流量传感器、485通讯接口或网口、电动水阀、新能源发电智能电表、逆变器。其中室外照度传感器、室外温度传感器与光伏发电功率预测模块连接，水管温度传感器、水管压力传感器、水管流量传感器与新能源消纳量计算模块连接，新能源发电智能电表、负荷监测电表。
18.图1为本技术实施例提供的一种基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法的流程示意图，参见图1，本技术实施例中的基于新能源发电量的建筑能源站能效控制方法包括：s101，根据光伏发电的动态发电量确定出总发电量。
19.依据项目当地典型气象年数据作为基础数据，通过室外光照度、室外温度传感器进行预测计算未来4小时内，每隔10分钟的光伏发电量，测算方式采用最小二乘法，光伏发电功率pv=ktkvf*sr式中，kv为太阳能光伏板转换率，f为光伏板总面积，kt为温度影响因子，sr太阳能辐射强度，根据日期同步数据从数据库中选取典型气象年相应时间的太阳能辐射强度、温度数值，计算预期时间的太阳能发电预测值。
20.s102，确定建筑物室内空气最大蓄冷量和冷冻水管路剩余可续冷量。
21.系统剩余消纳能力包括冷冻水管路剩余可续冷量qs与室内空气蓄冷量qf，其中qs=c1*m*(ta-tm),c1为水的质量比热容，m为水管路中水的质量，c和m为常数，ta为当下供回水平均温度，tm为最低水温度；qf=k*c2*v*ρ*（t1-t2）,，v为建筑容积参数，k为风系统损耗修正参数，c2为空气体积比热容，ρ为空气密度，t1为当前空气温度，t2为室内可接受最低温度。
22.s103，获取建筑物内当前用电量和历史用电量，通过建筑物内当前用电量对历史用电量进行修正，获得建筑物内耗能总用电。
23.用电负荷测算模块基于实时用电量计量数据，调取历史用电量（7个工作日）同时间的用电存储历史数据加权平均，依据当下用电数据进行比对修正，用能数据偏差15%以内，按照历史数据加权平均值计算，当用能数据偏差15%以上，用电负荷测算模块按照偏差值同比例缩放。
24.s104，根据所述总发电量、建筑物室内空气蓄冷量、冷冻水管路剩余可续冷量和建筑物内耗能总用电确定出需要消纳的剩余电能和消纳时间。
25.将总发电量减去建筑物室内空气蓄冷量、冷冻水管路剩余可续冷量和建筑物内耗能总用电总量之后获得最终需要消纳的剩余电能；以冷源站主机、水泵和风机最大运行功率，确定出消纳剩余电能的时间。
26.当中央空调水系统系统正常运行期间，在超短期4小时内，max（光伏发电量eg-建筑负荷et）提前15分钟（可设）提高主机、水泵、风机的运行功率，对冷冻水保温管路及室内空气进行充冷，此时，根据消纳因子重置冷冻水出水温度低至5摄氏度、冷冻水泵运行台数与频率、风机频率。
27.s105，根据所述需要消纳的电能和消纳时间控制冷源站运行功率进行充冷，进入保冷模式。
28.根据确定出的消纳剩余电能的时间和每组冷源站最大运行功率可消纳的电能确定出需要运行的冷源站组数。控制冷源站运行将剩余电能消纳完毕后，控制冷冻水出水温度及房间温度满足预设要求，系统进入保冷模式。此时维持冷冻水温度与，房间温度由冷冻水阀控制。
29.s106，当光伏发电量骤降后，通过冷源站释放冷冻水实现建筑物内室温的控制。
30.当分布式能源太阳能发电傍晚骤降，通过电表实时监测数据、当下时间段、光伏发电超短期预测判断，系统进行消纳释放模式，此时冷冻水出水温度设定值为13摄氏度（可调），室内设定值靠近温度要求上限（可设），当冷冻水泵运行频率达到50hz，并持续15分钟以上，消纳释放模式结束。
31.室温控制相关可调参数为冷冻水出水温度、冷冻水泵流量、冷冻阀开度，改变传统只通过阀门控制室温的方式，通过冷水机组、冷冻水泵作为优先控制室温的参数，如图2所示，当室内热负荷降低，通过热负荷趋势测算，pid运算平均实测室温与平均设定室温，冷冻水出水温度在5-13摄氏度（可调）调节，当冷冻水出水温度达到上限，并持续5分钟（可调），进入降低冷冻水泵频率，水泵运行频率从50hz讲到35hz，并持续10分钟（可调），进入冷冻水阀调节，水阀开度100%-10%之间调节，维持室温在设定值。
32.依据季节设定优先启动容量较小的机组，系统运行中，动态加减机组的过程如下：当运行中的冷机负荷（电流百分比）全部大于上限设定值（如：95%，可设定），并持续15分钟（时间可设定），这时发出报警信号，并按照冰机的启动顺序加载一台冰机，加载过程遵循运行时间少的设备优先投入运行的原则，当运行中的冷机负荷（电流百分比）全部小于下限设定值（如：45%，可设定），并持续15分钟（时间可设定），这时发出报警信号，并按照冰机的停止顺序，卸载一台冷水机组，卸载过程遵循运行时间多的设备优先卸载的原则。
33.系统启动命令发出后，当冷却水供水总管温度达到启塔温度，冷却塔逐台启动，冷却塔启动后，根据总管温度与温度设定值的差值进行pid控制，冷却水供水温度设定值由室外湿球温度 逼近度进行实时重置，同时设置冷却水供水温度设定值下限，使得最终的冷却水供水温度设定值为max{湿球温度设定值 逼近度，设定值下限}，以此在保证冰机安全运行的前提下，来提高冰机的运行效率,节约空调主机能耗。当冷却水供水总管温度达到停塔温度，延时（延时时间可设定）逐台停冷却风扇。冷却风扇在加载的过程中，遵循运行时间短的风扇优先加载，在减载过程中，遵循运行时间长的风扇优先减载。
34.当系统发生系统故障时，由系统发送一个故障脉冲信号，水据负荷要求，自动加载运行。当故障处理恢复后，系统发送一个故障恢复脉冲信号，并由操作人员在工作站图形界面上，手动恢复风冷系统的运行。
35.需要说明的是，在本文中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。