基于模糊最优最劣法与熵权-云模型组合赋权的建筑综合能源系统双层运行性能评估模型

本研究针对建筑综合能源系统(BIES)运行评价标准缺失的问题，构建了涵盖6大维度24项指标的双层评价框架。创新性地采用模糊最优最劣法(FBWM)确定季节层权重，结合熵权法(EWM)与云模型计算指标层组合权重。通过对中国两个BIES项目的案例研究表明，项目1在冬季表现优异，综合能效达131.48%，污染物排放显著低于项目2。该研究为建筑能源系统低碳优化提供了科学评价工具。

　　

在全球建筑能耗占比超40%、碳排放达30%的严峻形势下，建筑综合能源系统(BIES)因其多能互补特性成为节能减排的关键突破口。然而当前BIES面临"三无"困境：无系统评价标准、无季节差异考量、无科学权重体系，导致大量高耗能低效率的建筑能源系统难以实现精准优化。这种状况与中国"双碳"目标下建筑行业亟需转型的需求形成强烈反差。

针对这一重大需求，国网河北雄安新区供电公司与华北电力大学的研究团队开展了一项开创性研究。他们突破传统单维度评价局限，首次构建了包含能源消耗、环境、经济、可靠性、用户侧和电网友好性6大维度的双层评价体系。外层考虑季节波动影响，内层设置24项精细化指标，如综合能效η、?效率η_ex、CO₂排放CDE等。研究创新性地采用模糊最优最劣法(FBWM)处理季节权重的不确定性，结合熵权法(EWM)与云模型实现主客观权重的科学融合。相关成果发表在《International Journal of Low-Carbon Technologies》上。

关键技术方法包括：1)基于中国两个典型BIES项目(雄安商业建筑和重庆集中式能源系统)的全年运行数据采集；2)采用GMIR算法实现三角模糊数转化；3)通过反向云发生器获取指标云数字特征；4)构建包含冷却塔、光伏系统等设备的全参数化评价模型。特别值得注意的是，研究团队建立了包含磁悬浮冷水机组(700RT)、烟气热水型溴化锂机组(872kW)等17类设备的详细数据库。

【能源消耗指标】研究发现项目1的冬季综合能效达131.48%，显著高于项目2的76%。公式(1)显示其能量转换效率优势主要来自三联供系统的高效协同，其中燃气内燃机(600kW×2)与烟气热水型吸收式制冷机的配合使一次能源利用率提升51.79%。

【环境指标】通过公式(9)计算的CO₂排放显示，项目1冬季排放为1731.76吨，仅为项目2的63.7%。这得益于8%的绿色屋顶/墙面占比η_g和清洁能源占比83.34%的协同效应。

【经济性指标】单位面积投资成本分析表明，项目1(419.6元/m²)较项目2(2775.7元/m²)具有显著成本优势。公式(13)揭示其运营成本优化主要来自峰谷调节策略，冬季调节量达200万kWh。

【用户侧体验】项目1的PMV指数冬季最优(0.9)，得益于公式(19)中的温度精准控制。但其可削减负荷舒适度U_cut,k存在25%的优化空间，提示需改进负荷调度算法。

【电网交互】项目1电网友好指数I_GF达0.8，实时响应深度RD为25%。公式(24)显示其通过80分的通信协议G_p1实现了4秒级快速响应，为需求侧管理树立了新标杆。

该研究通过创新的双层评价体系，首次量化揭示了BIES季节运行差异的规律性特征。其方法论突破体现在三个方面：首先，FBWM-EWM-云模型的组合赋权解决了传统评价中主观偏好与客观数据脱节的问题；其次，24项指标的全覆盖评价弥补了现有研究忽视电网友好性的缺陷；最后，案例研究证实该框架可精准定位系统短板，如项目2在噪声控制(94.7dB)和维护成本(9000元)方面的明显劣势。这些发现为建筑能源系统的标准化评价提供了可复制的技术路线，对推动新型电力系统建设具有重要实践价值。特别是提出的峰谷调节量λ、实时响应深度RD等指标，为建筑参与电网互动提供了量化依据，有望引领行业评价标准的发展方向。