摘要：智能社区面对如今互联网不断发展的情况下逐渐衍生，对其应用理念和条件进行不断优化，能使其在社会中适应存在背景进行发展。运作智能社区应当注重其背景存在原理和优化中模式，进行大量计算和对比后的负荷条件明确，也将用户需求作为能源优化的标准提升。要对优化中使用的模式进行公式内运行条件计算，将其能实现大量能源节约需求。
关键词：智能社区；综合能源；优化管理
一、智能社区运作的原理及社会背景
智能社区的应用需要通过国家电网的连接来实现管理，从终端环境内的大量能源应用来进行社区内周边优化，使用户能以更优的条件来满足自身对于电能需求，将使用中的能耗结构与调节系统进行优化中具体条件管控。随着人们对身边环境内大量能耗情况关注和操控欲望的增强，建立智能社区来减少居住环境中的能耗使用浪费也成为了必要，发展中的社区条件和智能模式也将在实践中不断开发。
以终端用户为单元优化用能结构需要依托HEMS。HEMS 对分时电价等信息做出响应，合理实施需求侧管理，不仅能减少居民用电费用，还能平滑负荷曲线、提高电力系统安全性。在分时电价的基础上，以最小化负荷峰谷差为目标，建立了家居设备优化运行的决策模型。针对分布式电源供电量的波动性与随机性，研究被供电对象中柔性负荷的控制策略，并对储能设备的充放电进行控制，考虑从用户侧双向匹配。分析需求响应机理，以需求价格弹性描述用户响应，建立分时电价模型，为需求响应项目的制定和实施提供参考和依据。针对楼宇中的空调负荷，提出基于直接负荷控制的空调负荷两阶段优化调度和控制模型，以电力公司负荷调度费用最小以及负荷聚合收益最大为优化目标，只顾及供能侧利益，未考虑用户侧利益。
二、智能社区两阶段优化模式
智能社区包含功能侧、用能侧两部分的内容，供能侧主要采用的是CCHP与电网联合实现供能的方式，用能侧则要考虑到基于直接负荷控制需求侧的响应。社区用户能够选择电网供能或CCHP供能。选择了电网供能的用户，其按照分时的电价进行电网购电，选择CCHP系统供能的用户，则是向物业公司进行冷热电价格的费用缴纳。
在第一个阶段中，物业公司结合负荷的预测以及光伏的出力，实现净收益的最大化，对未来24小时的CCHP系统各个部分出力情况进行优化；在第二个阶段中，HEMS结合CCHP系统的启停情况和出力情况进行分时电价的信息获取，用户费用最小化是优化的目标，确保未来24小时内的居家电负荷工作时间。通过两阶段优化的模式，能够实现供能侧与用能侧的能源高效管理与利用，实现物业公司和社区用户双赢。
三、社区CCHP系统目前优化
社区智能CCHP系统是由蓄电池、燃气轮机、光伏电池、燃气锅炉、制冷装置构成的。
1.CCHP的系统模型
智能社区CCHP系统的内部由各种单元模型组成，包括蓄电池、燃气轮机、制冷机、燃气锅炉等，其功能模型如下。
1.1 微型燃气轮机模型
微型燃气轮机模型如下：
模型中：Pmt是微型燃气轮机输出电功率；Qmt为回收后的热效率；ηmt为微型燃气轮机的发电效率；ηloss为能量损耗率；Vmt为燃气轮机的每小时天然气消耗量；Hng为天然气的理论热值。
1.2 蓄电池模型
蓄电池模型如下：
模型中：Ptch、Ptdisch为蓄电池在t时刻充放电的功率；Pmaxch、Pmaxdisch为蓄电池的充放电上限功率；Utch、Utdisch为蓄电池充放电的状态变量；Wt是蓄电池在t时刻的储能；Wmax、Wmin是蓄电池的储能上限和下限；μ、ηch、ηdisch分别为蓄电池自身能量的损耗率、充放电的效率，?t为时间间隔，其中?t=1h。
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1.3 制冷机模型
制冷机模型如下：
模型中：Qac、Pec分别为吸收式制冷机的输入热功率以及电制冷机输入电功率；Cac、Cec分别为吸收式制冷机、电制冷机输出冷功率；COPac、COPec分别是吸收式制冷机以及电制冷机的系数。
1.4 燃气锅炉模型
燃气锅炉模型如下：
模型中：Qb是燃气锅炉的输出热功率；Vb是燃气锅炉1小时消耗天然气的数量，ηb是锅炉的发热效率。
2.目标函数和约束条件
2.1 目标函数
第一阶段是实现对物业公司净利润最大化的CCHP日前优化目标，物业公司净收益主要包含用户售冷热联动电能的收入和CCHP系统运行成本的分析，目标函数如下。
公式中：Cpro表示物业公司净收益，Cinc表示物业公司用户售冷热电收入Ccost表示CCHP运行成本，包含燃料费用额购电费用，Ccchp，n表示第N户家庭对物业公司购买冷热电总体费用，N表示用户的数量。
2.2 约束条件
智能社区的CCHP系统在运行的过程中，其约束条件主要包括冷热电功率功率平衡约束以及设备运行上下限约束。对于约束条件的平衡需求，应当以大量计算阐述后在进行应用。
四、居民负荷电力形式和其内涵
居住环境中的电能负荷会由于用户需求和使用时段形成众多电力形式应用，夏季时的南方城市需要长时间内使用空调负荷，就是随天气变化而形成的时段内需求。但空调负荷不属于电需求，而是源于用户对冷热负荷的需求，故综合能源优化需利用CCHP系统将冷热负荷从电负荷中剥离，从而有效地降低电力峰荷，缓解用电高峰时期的供需矛盾。CCHP 系统是一种将制冷、供热及发电过程一体化的多联产能源系统，具有良好的社会效益与经济效益。目前，关于 CCHP 型微网的能量优化管理受到广泛关注。通过详细介绍了 CCHP 型微网各单元模型、规划方法、系统评估指标以及能量优化管理方法等，可提出一种基于纵横交叉算法的新求解方法，以解决热电联产经济调度优化问题。分别建立了计及分布式能源随机性优化模型，利用改进的粒子群优化算法求解。目前大多数针对 CCHP 型微网能量管理的研究，仅仅优化 CCHP 系统各部分出力，单方面的匹配用户负荷，未考虑供能侧与用户侧的双向匹配，也没有结合用户侧的需求。
五、负荷控制模型
社区中的负荷情况随环境中设备工作特性产生变化，但多数人家中使用的电能功率是由设计中电器负荷分布决定，从能源的应用角度可将其分为两类常见负荷形式。
1.刚性负荷
刚性负荷是指用户在活动中的基本需求满足所承担负荷，其需求不受外界影响需要长期或短期的得到响应，不存在偏向于需求中的优化设计内容，可就设计中系统模型条件来进行优化，通常包括用户家中的照明灯具、洗浴电器等产生负荷。
2.柔性负荷
柔性负荷是指用户在某范围内计划中想要满足需求所影响负荷，可分为主观性和促进性的两种负荷形式。使用洗衣机来对过去时间内的脏衣进行清洁，是主观性负荷产生时的用户需求对其产生了作用。使用净化器能使饮用中水质产生变化，是促进性负荷产生时的用户需求对其生成了发展。负荷根据其能否中断的可能，会出现大量性能上的符合标准和应用时间，衍生出了优化中的大量探索行为和管理条件。
结语：通过对智能社区存在的大量情况因素进行模式中探究，对其应用数值和约束条件进行整体中管理优化条件明确，并就负荷产生的原因进行分析中内涵的解析，以用户需求来指导进行优化中大量数据发展意义。优化模式对于能源的应用有重大作用意义，也能对将来实用中社区条件进一步管理。
参考文献：
[1]智能社区综合能源优化管理[J].王韧. 中国管理信息化.2017（22）
[2]冷热电联供系统运行策略及优化控制研究进展[J].张凯真，柳善建，刘亚亚，祁志强. 新能源进展.2019（02）
[3]冷热电联供系统运行方式性能优化分析[J].蒋润花，杨晓西，杨敏林，秦贯丰，杨小平. 工程热物理学报.2013（10）
论文作者:胡阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签：负荷论文; 模型论文; 用户论文; 需求论文; 制冷机论文; 社区论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第22期论文;