[发明专利]基于需求侧响应的智能家居两阶段优化调度方法

说明书

本发明涉及基于需求侧响应的智能家居两阶段优化调度方法，针对含储能装置的智能家居系统，建立负荷控制模型以及储能控制模型，对智能家电进行两阶段优化调度。第一阶段以柔性负荷为控制对象，采用遗传算法求解；第二阶段以储能装置为控制对象，采用粒子群算法求解。第一阶段优化控制的最优解以基础负荷的形式参与到第二阶段优化控制。负荷控制阶段最优解的适应度值作为储能控制阶段的最小目标函数约束，从而进一步降低电网终端用户的用电成本。考虑基于市场电价的需求侧响应的削峰填谷特性，智能家居调度对于电网源荷形成一种良性的供需关系有着重要的意义。

技术领域

本发明为智能家居系统用电提供了一种经济的优化调度方法。

背景技术

随着化石燃料的消耗，人类社会的高速发展对能源的需求日益紧张，而人类发展与自然环境之间的矛盾引发一系列绿色新能源探索热潮。21世纪初，光伏、风电、水电、核电等成为许多国家能源革命战略的重点产业，预计在2050年全球非化石能源占比将超过50％。由于政府的政策性扶持，光伏产业发展迅速，家装光伏电池板的数量也逐年上升，伴随着储能技术的成熟，电动汽车等新名词概念早已深入人心，其中户用型光储联合系统是由光伏电池板和储能装置组成的联合发电系统，广泛用于居民小院、农村等场所，已在欧美国家大量推广。

智能家居调度是以市场电价为参考信号的电网终端需求侧响应。智能家电优化调度是指在满足基本条件约束的情况下，在时间或功率上对家用电器的使用进行控制，达到运行费用最小或者负荷波动最小的目的，从而降低用户用电费用或减轻电网高峰时段的负荷压力。近年来智能家居调度面临的主要难题是计量检测自动化技术，由于该技术在电力终端的发展缓慢，导致终端智能用电项目难以开展。随着高级计量体系^[7]的逐渐形成和完善，智能家电运行状态的检测以及启停控制功能的系统实现，使智能设备需求侧响应成为可能。

国内外学者针对智能家居系统调度的研究成果较少。电网终端智能用电技术从消费者角度出发，考虑储能和负荷特性，提出智能家电两阶段协调运行策略，以满足用户用电需求及用电满意度需求。

发明内容

智能家电优化调度是指在满足基本条件约束的情况下，在时间或功率上对家用电器的使用进行控制，达到运行费用最小或者负荷波动最小的目的，从而降低用户用电费用或减轻电网高峰时段的负荷压力。近年来智能家居调度面临的主要难题是计量检测自动化技术，由于该技术在电力终端的发展缓慢，导致终端智能用电项目难以开展。随着高级计量体系^[7]的逐渐形成和完善，智能家电运行状态的检测以及启停控制功能的系统实现，使智能设备需求侧响应成为可能。

智能家居储能调度技术的难题在于预测的不确定性，负荷以及新能源发电的随机性和波动性。在用户认可负荷控制算法的调度结果的前提下，调度周期内的负荷曲线成为已知量，家庭智能调度系统中央控制器将不再考虑需求侧的负荷特性，在此基础上，研究对象为未安装光伏板或小型风机的家庭，即不含微电源的电力用户，结合以上两点，家居储能调度将充分摆脱预测精度的影响。考虑储能系统具有缓存电能平抑负荷波动、紧急故障下的不间断供电等特性，含储能智能家居系统的优化调度将有益于电网的能量分配和缓冲，以及用户在故障下的应急反应。

本发明从配电网角度出发，在电网负荷高峰释放高电价信号时选择减少柔性负荷用电或改用储能系统供电，缓解了电网的供电压力，在电网负荷低谷释放低电价信号时选择增加用电或给储能系统充电，不至于造成资源浪费。

本发明是采用如下技术方案进行：

基于需求侧响应的智能家居两阶段优化调度方法，其特征在于，基于建立负荷控制模型以及储能控制模型，对智能家电进行两阶段优化调度，包括：

步骤1、第一阶段以柔性负荷为控制对象，采用遗传算法求解；