基于虛擬儲(chǔ)能模型的樓宇冷熱電耦合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度策略

朱超群，陳輝，，殷俊平，張曉明，周磊

（1.國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司，江蘇 蘇州215000；2.國(guó)網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院，江蘇 蘇州215000）

0 引言

綜合能源系統(tǒng)包含多種分布式能源，各能源相互補(bǔ)充，能有效提高能源的利用率，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（combined cooling heating and power，CCHP）作為綜合能源系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，具有靈活可靠、高效清潔等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到重視和廣泛的發(fā)展［1］。聯(lián)供系統(tǒng)能夠梯級(jí)利用能源，向系統(tǒng)內(nèi)的用戶提供電能、熱能以及冷能，實(shí)現(xiàn)能源利用效率最大化，同時(shí)天然氣較傳統(tǒng)電煤的排污更低［2］，但是聯(lián)供系統(tǒng)靈活性差，各能量輸出比例一般不能變化［3］。地源熱泵（ground source heat pump，GSHP）是利用地下相對(duì)穩(wěn)定的土壤溫度，通過媒介質(zhì)來獲取土壤內(nèi)冷（熱）能量的一種新型裝置，能量轉(zhuǎn)換效率高且運(yùn)營(yíng)成本低［4］。將2者結(jié)合后，地源熱泵可以彌補(bǔ)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)制冷或制熱的不足，使得多能源設(shè)備的調(diào)度策略更加優(yōu)化，從而提高冷熱電聯(lián)供-地源熱泵耦合系統(tǒng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性［5—6］。

文獻(xiàn)［7］考慮到傳統(tǒng)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的不足，結(jié)合冷熱電三聯(lián)供和地源熱泵建立了一種綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化模型，以北京某建筑為例提出了一種優(yōu)化運(yùn)行策略并進(jìn)行了運(yùn)行能耗分析。文獻(xiàn)［8］提出了一種由發(fā)電單元、吸收式制冷機(jī)、儲(chǔ)水箱和地源熱泵組成的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，并采用3種負(fù)荷跟蹤策略來比較分析其成本、碳排放量和一次能源消耗量。具有圍護(hù)性結(jié)構(gòu)的建筑，其室內(nèi)溫度的變化速率相對(duì)較慢，具有一定的蓄熱特性，可以等效為儲(chǔ)能設(shè)備。而人體對(duì)溫度的感知存在一個(gè)舒適度范圍，溫度在小范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)并不會(huì)讓人體感到不適。因此，在負(fù)荷低谷時(shí)打開空調(diào)，利用建筑的蓄熱特性提前制冷（熱）；在負(fù)荷高峰時(shí)，可以在人體舒適溫度范圍內(nèi)調(diào)整制冷（供暖）溫度，在降低負(fù)荷需求時(shí)同時(shí)釋放儲(chǔ)能［9］。

本文的創(chuàng)新點(diǎn)如下：①在建立冷熱電聯(lián)供-地源熱泵耦合系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮了虛擬儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升了能源利用效率，降低了運(yùn)行成本；②根據(jù)建筑熱性能和設(shè)備能效比建立熱平衡方程，根據(jù)人體舒適度范圍對(duì)可變化溫度加以約束，從而建立起虛擬儲(chǔ)能模型。

1 虛擬儲(chǔ)能充放能模型

人體對(duì)于溫度變化的感知速度滯后于溫度變化速度，在一定的溫度變化范圍內(nèi)人體不會(huì)感到不適，該溫度范圍稱為人體舒適度范圍。利用建筑的的蓄熱能力和人體的溫度舒適度范圍，建筑可以在用電高峰期降低制熱（冷）功率，也可以在用電低峰期提前制熱（冷），從而實(shí)現(xiàn)削峰填谷。建筑的這種類似于儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電特性稱為虛擬儲(chǔ)能。

（1）人體舒適度范圍

通常將室內(nèi)溫度與用戶舒適感之間的匹配關(guān)系稱為舒適度，其變化特征如圖1所示。

由圖1可知：室內(nèi)溫度越接近最佳溫度，溫度變化程度越小，人體舒適度越高，反之則越低。對(duì)于室內(nèi)供熱、供冷溫度的變化，人體可接受溫度區(qū)間和可接受溫度變化區(qū)間如式（1）和式（2）［10］

圖1 人體舒適度變化曲線Fig.1 Variation curve of human comfort

（2）建筑熱性能

以冬季供熱為例，建筑熱性能可以用一階等效熱參數(shù)模型來模擬該過程。建筑內(nèi)部無(wú)熱量產(chǎn)生的主要影響因素有：制熱（冷）設(shè)備的熱（冷）功率出力、人體和設(shè)備的自發(fā)熱以及由于室內(nèi)外溫差造成的熱（冷）耗散。為簡(jiǎn)化計(jì)算，忽略人體、設(shè)備等自發(fā)熱因素，根據(jù)能量守恒得到熱平衡方程為

式中：C、ρ、V分別為建筑內(nèi)空氣比熱容、密度以及該建筑的容量，具體數(shù)值可通過實(shí)際工程參數(shù)測(cè)算得到；kwall和kwin分別為外墻和外窗傳熱系數(shù)；Swall和Swin分別為外墻和外窗面積；為室內(nèi)溫度實(shí)際值，℃；Tout(t)為室外溫度，℃；QHpro(t)為該建筑單位時(shí)間內(nèi)的供熱量，kW；QHload(t)為該建筑t時(shí)刻的熱負(fù)荷，數(shù)值上與單位時(shí)間的供熱量相等，kW。將該微分方程進(jìn)行差分化處理，形成由差分方程表示的熱平衡方程（5），從而簡(jiǎn)化非線性方程

（3）設(shè)備能效比

制冷（熱）設(shè)備消耗功率并不能百分百轉(zhuǎn)化為制冷（熱）量，因此引入系數(shù)η表征設(shè)備的能效比。

根據(jù)人體舒適度、建筑熱性能、設(shè)備能效比3個(gè)因素的影響，構(gòu)建建筑虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)模型。當(dāng)室內(nèi)溫度在人體舒適度區(qū)間發(fā)生變化時(shí)，建筑的實(shí)際供冷（熱）量隨之變化，可等效為建筑的虛擬儲(chǔ)能特性；室內(nèi)溫度設(shè)定最佳值與實(shí)際值的偏差帶來的熱量偏差，可等效為虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放能功率。

以冬季供熱為例，建筑的熱虛擬儲(chǔ)能出力為

式中：Qsim(t)為熱虛擬儲(chǔ)能出力，kW；為建筑室內(nèi)供暖設(shè)定值，℃。

室內(nèi)溫度變化速率帶來的熱量變化速率可等效為虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放能速率。根據(jù)室內(nèi)溫度變化速率的上、下限可以得到熱虛擬儲(chǔ)能出力的約束

當(dāng)室內(nèi)溫度低于室內(nèi)最佳設(shè)定溫度時(shí)，虛擬儲(chǔ)能出力值大于0，熱虛擬儲(chǔ)能在該時(shí)段等效釋放熱能；當(dāng)室內(nèi)溫度高于室內(nèi)最佳設(shè)定溫度時(shí)，虛擬儲(chǔ)能出力值小于0，熱虛擬儲(chǔ)能工作，在該時(shí)段等效儲(chǔ)存熱能。

以上建筑冬季供熱虛擬儲(chǔ)能模型同樣適用于建筑夏季供冷場(chǎng)景，不同之處僅在于當(dāng)室內(nèi)溫度高于室內(nèi)最佳溫度時(shí)，虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)在該時(shí)段等效釋放冷能；當(dāng)室內(nèi)溫度低于室內(nèi)最佳設(shè)定溫度時(shí)，虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)工作，在該時(shí)段等效存儲(chǔ)冷能。

2 耦合系統(tǒng)優(yōu)化模型

2.1 耦合系統(tǒng)運(yùn)行方式

文中研究的耦合系統(tǒng)主要設(shè)備為燃?xì)廨啓C(jī)及其余熱鍋爐、吸收式冷水機(jī)組、熱交換器、地源熱泵、蓄電池和儲(chǔ)能裝置；負(fù)荷包括電負(fù)荷（生產(chǎn)生活用電和系統(tǒng)自耗電）與冷熱負(fù)荷（生產(chǎn)生活冷熱需求）。耦合系統(tǒng)供能示意圖如圖2所示。

圖2 耦合系統(tǒng)供能示意圖Fig.2 Energy supply diagram of coupling system

在耦合系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒天然氣做功，輸出電能供給用戶和系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備，當(dāng)電能不足時(shí)向電網(wǎng)購(gòu)電。余熱鍋爐會(huì)吸收燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電后排出的高溫?zé)煔?，?jīng)吸收式冷水機(jī)組和熱交換器進(jìn)行制冷和供暖，燃?xì)忮仩t則直接通過燃燒天然氣供給熱負(fù)荷。地源熱泵系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的電和購(gòu)自電網(wǎng)的電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，滿足用戶的冷熱負(fù)荷需求。小容量的蓄電池和儲(chǔ)熱裝置對(duì)系統(tǒng)的能量起到削峰填谷的作用，能夠分時(shí)段利用能量從而提高經(jīng)濟(jì)性。

2.2 考慮虛擬儲(chǔ)能的耦合系統(tǒng)優(yōu)化模型

2.2.1 目標(biāo)函數(shù)

由上文可知虛擬儲(chǔ)能參與熱平衡方程，對(duì)熱負(fù)荷需求產(chǎn)生影響，從而改變各設(shè)備的出力情況，因此虛擬儲(chǔ)能對(duì)目標(biāo)函數(shù)存在間接影響。

模型在滿足舒適度和負(fù)荷需求的基礎(chǔ)上最小化系統(tǒng)的日運(yùn)行成本，該成本包括了發(fā)電的燃?xì)獬杀尽⑾到y(tǒng)向電網(wǎng)的購(gòu)電成本和設(shè)備的維護(hù)成本

式中：Fp為年運(yùn)行成本；Fgas為燃?xì)獬杀?；Felc為購(gòu)電成本；Fmit為設(shè)備維護(hù)成本

式中：Cgas為天然氣費(fèi)用；Vgas為所購(gòu)天然氣體積；選擇一天24 h為一個(gè)周期；Δt為單位時(shí)間間隔，取1 h；hpur(t)為t時(shí)刻電網(wǎng)的分時(shí)電價(jià)；Ppur(t)為t時(shí)刻購(gòu)電功率；hsol(t)為t時(shí)刻售電電價(jià)；Psol(t)為t時(shí)刻售電功率；hi,dev為設(shè)備i單位發(fā)電功率的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；Pi(t)為設(shè)備i在t時(shí)刻的輸出功率；I為設(shè)備總數(shù)。

2.2.2 約束條件

對(duì)于含虛擬儲(chǔ)能的優(yōu)化模型，首先需要考慮虛擬儲(chǔ)能對(duì)建筑負(fù)荷調(diào)控約束，同時(shí)還有能源供需平衡約束以及各類能源設(shè)備運(yùn)行約束。

（1）虛擬儲(chǔ)能調(diào)控約束

虛擬儲(chǔ)能調(diào)控下的溫度必須在人體舒適度范圍內(nèi)。同時(shí)，其溫度的變化速率也必須在人體舒適溫度變化區(qū)間之內(nèi)。變化速率太快或太慢都將給人體帶來不適感，即滿足式（1）和式（2）所示約束。而室內(nèi)溫度變化速率決定了虛擬儲(chǔ)能出力，因此對(duì)于虛擬儲(chǔ)能出力存在以下約束

（2）電/熱供需平衡約束

電能平衡約束條件為

式中：Pi,gen(t)為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率；Pi,dis(t)為蓄電池放電功率；Pload(t)為系統(tǒng)內(nèi)用戶電負(fù)荷總需求；Pi,cha(t)為蓄電池的充電功率。

熱能平衡約束條件為

式中：Qi,bol(t)為燃?xì)忮仩t供熱功率；Qi,hrsg(t)為余熱鍋爐供熱功率；Qi,dis(t)為儲(chǔ)熱裝置的放熱功率；Qi,hpum(t)為地源熱泵供熱功率；Qhsim(t)為虛擬儲(chǔ)能供熱功率；QHload(t)為系統(tǒng)中用戶熱負(fù)荷總需求；Qi,cha(t)為儲(chǔ)熱裝置的儲(chǔ)熱功率。

（3）設(shè)備運(yùn)行約束

蓄電池運(yùn)行約束

儲(chǔ)熱裝置運(yùn)行約束

燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t和地源熱泵上、下限約束不詳細(xì)述及，給出蓄電池和儲(chǔ)熱裝置的約束條件。上述約束均為線性約束，文中采用混合整數(shù)線性規(guī)劃的方法來解決耦合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題，使用Matlab軟件求解該問題。

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

文中選取南方某市2類樓宇建筑為例，進(jìn)行考慮虛擬儲(chǔ)能影響的冬季供暖日的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化仿真，表1給出了樓宇設(shè)備參數(shù)。由于虛擬儲(chǔ)能與峰谷電價(jià)和空調(diào)開放時(shí)間有關(guān)系，因此將仿真聚焦于2類最常見的樓宇類型，分別稱之為I類建筑和II類建筑，I類建筑在白天開放，空調(diào)工作時(shí)間一般在8:00—22:00之間；II類建筑24 h開放，空調(diào)工作時(shí)間為24 h。表2給出了2類建筑的建筑參數(shù)表。2類建筑的容積均為10 000 m3，冬季最佳室溫設(shè)定為22℃，可接受溫度區(qū)間為18~24℃。圖3給出了該市冬季某日室外溫度變化曲線。實(shí)時(shí)交易電價(jià)和天然氣價(jià)格參考文獻(xiàn)［11］，如表3所示。

表1 樓宇設(shè)備參數(shù)Table 1 Device parameters of the building

表2 建筑參數(shù)表Table 2 Building parameters

圖3 該市冬季某日室外溫度Fig.3 Outdoor temperature of the city on a certain winter day

表3 實(shí)時(shí)交易電價(jià)和天然氣價(jià)格Table 3 Real time transaction electricity price and natural gas price

3.2 含虛擬儲(chǔ)能的調(diào)度策略分析

3.2.1 基于I類樓宇的經(jīng)濟(jì)調(diào)度結(jié)果

將實(shí)際算例的基本數(shù)據(jù)代入優(yōu)化模型中進(jìn)行求解，得到耦合系統(tǒng)在供暖日的各個(gè)設(shè)備出力情況和電、熱負(fù)荷的負(fù)荷曲線，以下分別對(duì)電負(fù)荷和熱負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度分析。

（1）熱負(fù)荷特性

對(duì)于I類建筑，其白天工作時(shí)間需要供暖。白天電價(jià)比氣價(jià)貴，為了節(jié)約成本傾向于使用天然氣，因此樓宇主要由冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)供熱。在該時(shí)間段內(nèi)還可以通過適當(dāng)調(diào)節(jié)供暖設(shè)備的功率來實(shí)現(xiàn)虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電，調(diào)節(jié)功率的同時(shí)要保證室溫在人體舒適度范圍內(nèi)。虛擬儲(chǔ)能的應(yīng)用可以進(jìn)一步降低運(yùn)行成本。18:00工作人員下班后不再需要供暖，I類樓宇的供暖設(shè)備在夜間幾乎不運(yùn)行，加上夜間降溫，因此建筑室內(nèi)溫度大幅度降低，在樓宇白天開放前可以利用地源熱泵系統(tǒng)在電價(jià)谷時(shí)段供熱，進(jìn)行虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電，累積熱負(fù)荷造成了熱負(fù)荷峰值點(diǎn)的出現(xiàn)。圖4給出了I類樓宇的熱負(fù)荷情況。

圖4 基于I類樓宇耦合系統(tǒng)的熱負(fù)荷情況Fig.4 Thermal load based on class I building of coupling system

（2）電負(fù)荷調(diào)度分析

如圖5所示，在0:00—7:00時(shí)段，僅有少量電力負(fù)荷，此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)出力較少，主要向處于谷時(shí)電價(jià)的電網(wǎng)購(gòu)電來進(jìn)行供電，多余電量給蓄電池充電；在5:00—6:00時(shí)段，由于地源熱泵啟動(dòng)，電負(fù)荷增加，系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電量增加；在7:00之后由于工作人員開始上班，電負(fù)荷迅速上升至高峰，保持穩(wěn)定并持續(xù)至工作結(jié)束，該時(shí)間段主要由燃?xì)廨啓C(jī)承擔(dān)發(fā)電任務(wù)，呈現(xiàn)出與電力負(fù)荷變化的同步性特征，同時(shí)蓄電池放電，不足電量向電網(wǎng)購(gòu)得作為補(bǔ)充。電價(jià)峰時(shí)段和平時(shí)段的燃?xì)廨啓C(jī)并非處于滿發(fā)狀態(tài)，因?yàn)樾枰紤]到燃?xì)廨啓C(jī)的電熱能并行出力的狀態(tài)。在17:00—19:00下班時(shí)段，電負(fù)荷逐漸減少，由于晚上部分辦公人員在加班，仍有小幅度電負(fù)荷。

圖5 基于I類樓宇耦合系統(tǒng)的電負(fù)荷情況Fig.5 Electrical load based on class I building of coupling system

3.2.2 基于II類樓宇的調(diào)度結(jié)果

（1）熱負(fù)荷特性

II類樓宇供熱工作日的熱負(fù)荷變化不同于I類樓宇。II類樓宇24 h營(yíng)業(yè)，所以全天均有熱負(fù)荷需求，夜間為熱谷時(shí)段，供熱功率較小，主要由地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供熱。由于谷時(shí)段電價(jià)低于天然氣價(jià)格，因此在電價(jià)谷時(shí)段結(jié)束之前利用地源熱泵系統(tǒng)提前為樓宇蓄熱，相當(dāng)于給虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。由圖6可知，在0:00—4:00時(shí)熱負(fù)荷需求小，由地源熱泵進(jìn)行供熱；5:00—7:00時(shí)段由于餐廳的供熱需求，熱負(fù)荷增加較多，同時(shí)又需要為樓宇提前存儲(chǔ)熱量，所以地源熱泵的出力大幅增加；在7:00—18:00，熱負(fù)荷需求穩(wěn)定，采用燃?xì)廨啓C(jī)為主，燃?xì)忮仩t為輔的供熱策略來向樓宇提供熱能，通過調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的功率來實(shí)現(xiàn)虛擬儲(chǔ)能充放電；18:00以后，室外氣溫降低，熱負(fù)荷不斷增加并于22:00達(dá)到峰值，此時(shí)設(shè)備出力最大。

圖6 基于II類樓宇耦合系統(tǒng)的熱負(fù)荷情況Fig.6 Thermal load based on class II building of coupling system

（2）電負(fù)荷調(diào)度分析

II類樓宇的電負(fù)荷變化情況與I類樓宇類似，如圖7所示，8:00—22:00是用電高峰時(shí)段，此時(shí)主要由燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行供電，在其他時(shí)間段，II類樓宇仍要滿足動(dòng)力及部分區(qū)域照明，電負(fù)荷維持在一定的水平，約為峰值負(fù)荷的50%~60%。2類辦公建筑的蓄電池裝置均處于低儲(chǔ)高發(fā)的工作狀態(tài)，即在電價(jià)谷時(shí)充電至存儲(chǔ)能量上限，在電價(jià)平時(shí)和峰時(shí)釋放儲(chǔ)能，以此來降低運(yùn)行成本。

圖7 基于II類樓宇耦合系統(tǒng)的電負(fù)荷情況Fig.7 Electrical load based on class II building of coupling system

3.3 虛擬儲(chǔ)能影響下的經(jīng)濟(jì)性分析

II類樓宇的室內(nèi)溫度和供暖設(shè)備溫度的變化曲線如圖8（a）所示，其等效反應(yīng)了熱負(fù)荷的變化情況，可以看到在考慮虛擬儲(chǔ)能的影響后，負(fù)荷需求轉(zhuǎn)移，使得負(fù)荷曲線與能源供應(yīng)曲線更加匹配。由于熱虛擬儲(chǔ)能的調(diào)度不需要任何額外的成本，僅需要滿足室內(nèi)舒適度約束，使得圍護(hù)建筑熱虛擬儲(chǔ)能具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。在無(wú)虛擬儲(chǔ)能的情況下，系統(tǒng)日總運(yùn)行費(fèi)用為6 785.35元，有虛擬儲(chǔ)能的情況下日總運(yùn)行費(fèi)用為6 544.90元。當(dāng)忽略建筑熱虛擬儲(chǔ)能的作用，僅考慮耦合系統(tǒng)中各設(shè)備協(xié)調(diào)配合供能的優(yōu)化方案時(shí)，燃?xì)獠少?gòu)費(fèi)用相比于購(gòu)電費(fèi)用和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用有較大幅度的增加，這反映了熱虛擬儲(chǔ)能調(diào)度對(duì)于降低熱負(fù)荷總需求的積極作用。因此利用耦合系統(tǒng)中各個(gè)能源設(shè)備的協(xié)調(diào)出力與熱虛擬儲(chǔ)能的有效調(diào)控，可明顯降低建筑中滿足電、熱、冷各負(fù)荷的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)耦合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。II類樓宇溫度與熱負(fù)荷的變化如圖8（b）所示，在計(jì)及虛擬儲(chǔ)能的影響后，可以看到其對(duì)熱負(fù)荷的削減作用，在無(wú)虛擬儲(chǔ)能的情況下其日總運(yùn)行費(fèi)用為12 568.90元，有虛擬儲(chǔ)能的情況下日總運(yùn)行費(fèi)用為12 257元。

2類建筑在不計(jì)及虛擬儲(chǔ)能時(shí)，中央空調(diào)的控制策略基本是使其持續(xù)運(yùn)行且保持恒溫，但是計(jì)及虛擬儲(chǔ)能后因?yàn)橹醒肟照{(diào)需要啟停和調(diào)溫，所以需要考慮這種控制策略對(duì)設(shè)備的損耗。根據(jù)計(jì)價(jià)軟件可以得到2類建筑設(shè)備初投資分別為1 378 930元和1 989 400元。采用年成本比較法作為2類情況的比較準(zhǔn)則，表4展示了2類建筑的具體費(fèi)用。

圖8 Ⅱ類樓宇有無(wú)虛擬儲(chǔ)能下的溫度及熱負(fù)荷情況Fig.8 temperature and thermal loads with and without VES based on classⅡbuilding

表4 不同建筑類型的具體費(fèi)用Table 4 Operating costs of different building types

4 結(jié)束語(yǔ)

文中提出了一種含虛擬儲(chǔ)能的冷熱電三聯(lián)供-地源熱泵耦合系統(tǒng)的優(yōu)化模型，將日運(yùn)行費(fèi)用最小作為優(yōu)化目標(biāo)，以冬季場(chǎng)景為例對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度策略的分析，并且驗(yàn)證了虛擬儲(chǔ)能的應(yīng)用確實(shí)能夠減少系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

（1）冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)的耦合實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間能量的流動(dòng)與利用，提高了能源的利用效率，并且具有時(shí)間解耦特性。由于冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)使用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，地源熱泵從電網(wǎng)中取電，因此可以利用耦合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷，在電網(wǎng)用電高峰期使用三聯(lián)供系統(tǒng)供熱（冷），電網(wǎng)用電低谷時(shí)使用地源熱泵系統(tǒng)供熱（冷），一方面可以減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，另一方面也可以利用電費(fèi)和天然氣費(fèi)的價(jià)格差減少系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

（2）將虛擬儲(chǔ)能理論應(yīng)用于冷熱電三聯(lián)供-地源熱泵耦合系統(tǒng)，由于樓宇可以儲(chǔ)存一定的熱量，因此可以在保證溫度在人體舒適溫度范圍內(nèi)的前提下，在用電低谷期提前打開供暖（冷）設(shè)備或者在用電高峰期降低供暖（冷）設(shè)備的功率，不僅能夠減輕電網(wǎng)運(yùn)行壓力，還可以節(jié)省用電成本。