【摘 要】
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建筑能源系统的合理配置能够有效降低建筑运行成本,提升建筑节能性和环境友好性。但在建筑能源系统规划过程中,存在较多不确定性因素,如天气因素、建筑人员的在室情况、照明空调等设备的启停等。这些不确定因素会给建筑能源系统的合理配置带来一定的影响。 本文综合考虑了上述不确定性因素对建筑能源系统配置方案的影响,应用场景法对天气和人员行为不确定性因素进行建模,并提出基于场景的建筑能源系统双层优化配置模型。
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建筑能源系统的合理配置能够有效降低建筑运行成本,提升建筑节能性和环境友好性。但在建筑能源系统规划过程中,存在较多不确定性因素,如天气因素、建筑人员的在室情况、照明空调等设备的启停等。这些不确定因素会给建筑能源系统的合理配置带来一定的影响。
本文综合考虑了上述不确定性因素对建筑能源系统配置方案的影响,应用场景法对天气和人员行为不确定性因素进行建模,并提出基于场景的建筑能源系统双层优化配置模型。
本文的主要工作如下:
1)提出了一种考虑天气与人员行为不确定性的场景构建方法。首先,针对天气数据采用K中心点聚类的方法形成基础场景;在此基础上,应用马尔科夫链理论和基于人体感受的概率模型来建立人员在室情况和设备启停的不确定性模型,考虑了工作日和非工作日人员行为的差异,最终构建了支撑建筑能源系统优化配置的场景集。
2)提出了一种基于场景分析法的建筑能源系统双层优化配置模型。上层模型以等年值总成本最低为目标,对各供能设备的容量配置进行优化。下层模型基于构建的场景集,以年运行成本最低为目标对各备选供能设备的调度计划进行优化。通过场景集的引入,有效计入天气和人员行为不确定性对优化配置结果的影响。
3)针对一个典型的办公建筑模型,对本文所提模型的有效性进行了验证。本文所提模型能够反映天气和人员行为这两个不确定因素对建筑能源系统配置产生的影响。通过不同情景下的配置结果分析可知,蓄电池等设备的价格波动、人员出勤和办公作息情况等因素会对系统配置结果产生较大影响。本文所提模型和研究结果,可以为后续相关研究提供一定的参考与借鉴。
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