面向智能用电的家庭能量管理研究

智能电网成为能源发展的焦点,将引导未来电网的发展方向。而智能用电作为智能电网的重要组成部分,同电力用户密切相关。随着居民生活水平的提升,居民用电在社会用电中的比例逐渐增大,如何引导居民的合理用电显得十分必要。且随着新能源接入家庭,居民的用电方式将发生改变。在此背景之下,家庭能量管理研究成为一大热点。目前,众多学者对家庭能量管理的研究已取得一些成果。本文立足于已有科研成果,对当下文献中关于智能用电的家庭能量管理的概念、模型及方法等进行整理和总结。本文在光蓄互补的发电模型、价格型需求响应及高级量测技术的背景下,合理安排家用负荷的运行情况,从而按照用户的要求合理调度,可以起到转移负荷、节约花费的作用。本文首先对家庭能量管理系统中涉及的高级量测技术和需求响应技术进行了介绍,阐述了家庭能量管理系统的设计架构,重点介绍了人机交互终端。在MATLAB平台上设计了智能终端的GUI界面,通过该界面用户既可以看到第二日的预测信息并根据需要选择调度模式,也可以通过交互终端界面设置家用负荷的运行范围,获得第二日的调度计划。其次,根据家用负荷特性进行分类。依据家用负荷的运行方式,建立家用负荷舒适性模型。考虑改变家用负荷的运行方式对居民生活的影响,建立了兼顾花费满意度和舒适性满意度的调度控制策略,并通过遗传算法仿真验证所提控制策略的有效性。然后,为减少气象及实时电价预测误差的影响,采用考虑预测误差的能量调度方法。建模过程中采用随机抽样法和情景削减技术来处理预测误差带来的不确定性。最后,由于用户行为的不确定性,用户当天的实际行为和日前调度存在偏差,可以通过GUI人机交互智能终端进行在线修正,并举例说明修正情况。