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湖南大学综述:住宅建筑需求侧柔性——定义、柔性负荷及量化方法 | Engineering

湖南大学综述:住宅建筑需求侧柔性——定义、柔性负荷及量化方法 | Engineering

Engineering 2023-11-21 07:11:29 阅读量:1614

随着间歇性可再生能源发电渗透率的不断提高,建筑需求侧柔性在保证电网稳定运行方面发挥着越来越重要的作用。然而,利用建筑需求侧柔性需要解决以下几个关键问题:量化柔性潜力、优化调度柔性资源和开发柔性用能的商业模式。其中,量化建筑需求侧柔性是解决其他两个问题的基础。由于各类柔性负荷在柔性能力、运行特征、能源使用模式和响应特性方面存在较大的差异,量化建筑需求侧柔性,尤其是住宅建筑,面临巨大的挑战。因此,为了更好地理解、量化和利用住宅需求侧柔性,有必要对其定义、柔性负荷和量化方法进行全面的综述。

湖南大学彭晋卿、邹斌研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年9月刊发表了题目为《Demand Flexibility of Residential Buildings: Definitions, Flexible Loads, and Quantification Methods(住宅建筑需求侧柔性——定义、柔性负荷及量化方法)》的综述性文章,概述了近年来关于住宅建筑需求侧柔性的定义、柔性负荷及柔性量化方法方面的研究。首先,文章针对建筑需求侧柔性、运行柔性和能源柔性等不同的术语,进行了系统的比较和区分;其次,对住宅建筑主要柔性负荷的运行特性和柔性能力进行了总结和比较。此外,文章还对柔性负荷的建模方法和柔性量化指标进行了详细的综述和总结。最后,文章提出了当前建筑需求侧柔性领域存在的一些亟待解决的问题。

值得注意的是,建筑能源柔性包括供给侧柔性和需求侧柔性。前者又分为发电柔性和运行或者系统柔性。发电柔性源于用户侧的分布式发电技术,由于该技术的使用降低了建筑的净负荷;而运行柔性侧重建筑能源系统的柔性。需求侧柔性(或负荷柔性)指的是来源于用户末端负荷的柔性。除此,住宅建筑需求侧柔性领域的研究主要由欧洲主导,占所有文献的54.4%;其次是亚洲和北美洲,占比分别达到22.8%和21.5%;其余各大洲只占1.3%,且主要来自于非洲。从国家层面分析,美国和中国对住宅建筑需求侧柔性的研究最多,分别占现有研究的17.7%和15.2%,然后是丹麦、意大利、比利时和荷兰。

此外,针对住宅建筑需求侧柔性的研究主要以中央空调、储水式电热水器、湿电器、冰箱和照明为主,分别占现有研究的36.7%、25.7%、14.7%、9.2%和8.3%。这些柔性负荷在运行特性、使用频率和柔性能力方面存在较大的差异,而对于它们实际的响应特性有待进一步研究。文章还给出了用于柔性负荷建模的白箱、灰箱和黑箱模型在不同应用场合下适用性的建议。对于柔性量化指标,现有文章主要从功率、时间、能量、效率、经济性和环保性等维度提出了大量的指标,但是缺少统一的柔性量化体系。总之,文章希望能够帮助读者更好地理解建筑需求侧柔性、区分与柔性相关的不同的术语、了解住宅建筑不同柔性负荷的运行特性和柔性能力,同时也能为柔性负荷的建模和柔性量化的相关研究提供指导。

以上内容来自:Zhengyi Luo, Jinqing Peng, Jingyu Cao, Rongxin Yin, Bin Zou, Yutong Tan, Jinyue Yan. Demand Flexibility of Residential Buildings: Definitions, Flexible Loads, and Quantification Methods [J]. Engineering, 2022, 16(9): 123-140.

原文链接:http://www.engineering.org.cn/en/10.1016/j.eng.2022.01.010

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