随着全球经济快速发展,用电需求不断增加,世界能源危机与地球变暖问题日趋 严重,与此同时,智能电网出现在人们的视野当中,给电力行业提供了新的发展空间。用户 作为智能电网的重要部分,在提高电网运行效率中扮演着重要角色,正在逐渐转变角色变 成积极的参与者。家庭能量管理系统(HEMS)因其在用户需求方面具有良好的经济性和可靠 性,便得到了迅速发展,居民可以利用HEMS中各种各样的信息合理安排用电,因此家庭能量 管理系统承担着合理优化电、减少峰值需求、满足用户需求侧响应的重要任务。
目前,关于家庭能量管理系统(HEMS)研究中引入了一个新的家庭能源管理系统来 减少日常家庭能源成本,通过自我消费光伏能源使得用户效益最大化,结果表明,该模型虽 能很大程度上增加用户的收益,但新能源的利用率不高,削峰效果不明显;另一方面,结合 分布式能源资源和能源存储系统,提出了一种简单而高效的实时智能家庭能源系统,减少 了家用电器的能源成本,但该模型仅考虑了减少电费,对家庭智能程度要求较高,技术要求 比较苛刻。
问题拆分
包括:获取各优化时段调度系统的分 时电价信息和家庭设备的需求响应信息,将各优 化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的 需求响应信息代入预先建立的家庭能量管理系 统优化调度模型中,得到各优化时段对应的家庭 设备调度策略。本发明提供的技术方案在考虑用 户成本的时候同时考虑用户用电舒适度,在保证 用户满意度与用户用电成本的前提下,充分利用 家用电器负荷响应潜力和储能电池充放电能力, 促进分布式屋顶光伏的就地消纳,同时储能电池 存储光伏过剩电量并在峰电价时放出电能,并将 负荷从峰电价转移到谷电价,节约了家庭用户用 电开支,提高了家庭能量收益,同时兼顾了用户 用电舒适度。
问题解决
1 .一种家庭能量管理优化调度方法,其特征在于,所述方法包括: 获取各优化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的需求响应信息; 将各优化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的需求响应信息代入预先建立的 家庭能量管理系统优化调度模型中,得到各优化时段对应的家庭设备调度策略; 其中,家庭能量管理系统优化调度模型是基于各优化时段调度系统的分时电价信息和 需求响应信息,以用电费用最小和用户舒适度最大为目标确定各优化时段对应的家庭设备 调度策略。
2 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述家庭设备调度策略,包括:温控负荷运行 功率、储能电池运行功率和不可中断负荷运行时间。
3 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述家庭能量管理系统优化调度模型的构 建,包括: 考虑各优化时段调度系统的分时电价信息和需求响应信息,以用电费用最小和用户舒 适度最大为目标,以电功率平衡、储能电池、用户单位时间段购电和舒适度为约束,对家庭 设备调度策略进行优化,构建家庭能量管理系统优化调度模型。
4 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述以用户舒适度最大为目标,包括: 用户对温度的不满意度最小和用户对时间的不满意度最小为目标。
5 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述家庭能量管理系统优化调度模型中用电 费用最小的目标函数的计算式如下: 式中,cost为用户用电费用,Cdep(t)为t时段用户储能电池的折旧成本,Cb (t)为t时段用 户的购电费用,Cs (t)为t时段用户出售电能获得的收益,Csub(t)为t时段的光伏发电补贴,l 为优化时段的总数。
6 .如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述家庭能量管理系统优化调度模型中用户 对温度的不满意度最小的目标函数的计算式如下: 式中,k为用户对温度的不满意度,h(t)为t时段用户对温度的不满意度,l为优化时段 的总数; 所述家庭能量管理系统优化调度模型中用户对时间的不满意度最小的目标函数的计 算式如下: 式中,Y为用户对时间的不满意度,gb为第b个不可中断负荷对用户用电不满意度的影响 因子,n为不可中断负荷的个数,Lb为第b个不可中断负荷的时间不满意度。
7 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将各优化时段调度系统的分时电价信息 和家庭设备的需求响应信息代入预先建立的家庭能量管理系统优化调度模型中,得到各优 化时段对应的家庭设备调度策略,包括:将各优化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的需求响应信息代入预先建立的 家庭能量管理系统优化调度模型中 ,利用NSGA Ⅲ多目标优化算法对家庭能量管理系统优 化调度模型进行求解,获取各优化时段对应的家庭设备调度策略。
8 .如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述家庭设备的需求响应信息,包括: 各优化时段的家庭设备的调度需求量和光伏发电补贴。
9 .一种家庭能量管理优化调度系统,其特征在于,所述系统包括: 获取模块,用于获取各优化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的需求响应信 息; 优化模块,用于将各优化时段调度系统的分时电价信息和家庭设备的需求响应信息代 入预先建立的家庭能量管理系统优化调度模型中,得到各优化时段对应的家庭设备调度策 略; 其中,家庭能量管理系统优化调度模型是基于各优化时段调度系统的分时电价信息和 需求响应信息,以用电费用最小和用户舒适度最大为目标确定各优化时段对应的家庭设备 调度策略。
10 .如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述家庭能量管理系统优化调度模型的构 建,包括: 考虑各优化时段调度系统的分时电价信息和需求响应信息,以用电费用最小和用户舒 适度最大为目标,以电功率平衡、储能电池、用户单位时间段购电和舒适度为约束,对家庭 设备调度策略进行优化,构建家庭能量管理系统优化调度模型。