[发明专利]面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法和装置

权利要求书

1.一种面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)建立储能运行状态模型并计算储能的输出功率；

(2)搜集年度风速、太阳辐射、环境温度和负荷需求数据在一定时间间隔内的历史数据；

(3)从第一个时间间隔开始，根据风速、太阳辐射、环境温度计算每个时间间隔可用的太阳能光伏和风能，其总和作为该时间间隔内分布式电源发电量；

(4)根据收集的负荷需求、分布式电源的发电量、以及储能的输出功率，以用电开销最小为目标，确定不同负荷和储能在调度周期内的运行时间，具体包括：

(41)根据搜集的用户负荷、储能的输出功率和分布式电源的发电数据，预测用户的预期用电量和分布式电源的预期发电量，用户预期用电量包括不可中断不可转移负荷和可中断不可转移负荷未来的电量需求；

(42)根据实时电价基于遗传算法求解可转移负荷的运行时间，并判断不可中断不可转移负荷和可中断不可转移负荷是否超过限制，若不可中断不可转移负荷超出限制，则发出警告；若能源需求总量超出了最大能量限制，则控制可中断不可转移负荷；

(43)判断分布式电源供电和住宅电力需求量之间的关系，如果分布式电源出力大于电力需求，则判断电网是否可以进行消纳，可以进行消纳则输送至电网，否则减少住宅中分布式能源的出力；

(44)更新电价信息，等待进入下一个时段，并重新由步骤41开始执行。

2.根据权利要求1所述的面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法，其特征在于，所述步骤1中储能运行状态模型如下：

B^k为储能状态矩阵，为一个3×k的矩阵，表示矩阵中某一列；

储能输出功率计算式如下：为电池的充电功率，为电池的放电功率。

3.根据权利要求2所述的面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法，其特征在于，所述步骤(42)中遗传算法以收集的用户负荷、计算出的储能输出功率和分布式电源的数据、预测的用户预期用电量、分布式电源的预期发电量、实时电价信息为父代，以不同的负荷、储能运行时间作为遗传算法中染色体的基因，以最小用电开销为目标。

4.根据权利要求3所述的面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法，其特征在于，所述遗传算法目标为：为在时间区间h中智能住宅的能源消耗，C^h为该时段的用电开销，即总调度周期H内用电开销最小；

其中，式中D_s为可转移负荷的间隔时间，单位为小时，为时段h内不可中断不可转移负荷的电能消耗，为时段h内可中断不可转移负荷的电能消耗，为时段h内可转移负荷的电能消耗，为时段h内储能的电能消耗，为时段h内分布式电源的发电出力。

5.根据权利要求4所述的面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法，其特征在于，所述遗传算法的约束条件为可转移负荷仅在工作时间[β_l,η_l]内运行：

表示可转移负荷功率，SL表示可转移负荷；

计算区间约束：可转移负荷仅在设定的时间区间内进行调度，为可转移负荷工作的时间，为可转移负荷完成工作所需的总时长；

优先运行约束：在时间段[β_l,η_l]内保证不可中断不可转移负荷的电能使用，ω_l为不可中断不可转移负荷在时间段[β_l,η_l]内运行的时刻，为该负荷的运行功率，ρ_l为该负荷的电能使用情况，ρ为总的电能使用量，对于负荷l，ν＝η_l-β_l-ω_l+2，θ为当前运行时刻。