[发明专利]一种基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法

说明书

本发明公开了一种基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法，包括，将一天时间均匀分割为48个时间段，得到调度空间；根据用户所期望智能电器的工作方式将其分为刚性电器和柔性电器，并设定柔性电器日前工作数据，包括每个柔性电器启停时间和完成工作所需时间；运营商通过智能电表获取所述用户电器工作数据，计算用户用电总功率；利用Osterwald物理类预测策略预测日前光伏发电量并获取电网发布的实时电价及峰值功率限制，生成优化调度模型；利用改进二进制粒子群算法优化求解所述优化调度模型，得到家庭能源管理最优解。本发明改进的二进制粒子群算法在综合个体和全局最优粒子位置的基础上采用动态概率的方法直接更新下一代粒子，使算法收敛速度更快，优化效果更优。

技术领域

本发明涉及家庭能源优化的技术领域，尤其涉及一种基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法。

背景技术

作为智能电网在居民用户侧的延伸，家庭能源管理系统通过对家庭电器负荷的优化调度可以提升居民用户参与需求响应能力、提高居民用户侧的用电效率、减少能源浪费。但是传统的家庭能源管理系统中需要用户自己投资安装可再生能源发电系统及储能系统等硬件设施，不但费用高昂而且需要负责维护，费时费力。并且用户之间不存在能源共享渠道而导致可再生能源发电无法得到高效合理的利用。此外，传统家庭能源管理系统只注重单个用户优化用电，最大化降低用电成本，忽略了“余电上网”对配电网的影响。大量分布式可再生能源发电接入配电网会造成电网电流谐波畸变、电压波动、电压偏差等一系列电能质量问题。可再生能源发电宜就地消纳。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法，能够为用户提供电能及用电优化服务。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，将一天时间均匀分割为48个时间段，得到调度空间；根据用户所期望智能电器的工作方式将其分为刚性电器和柔性电器，并设定柔性电器的日前工作数据；运营商智能电表获取所述电器工作数据，计算用户用电总功率；利用Osterwald物理类预测策略预测日前光伏发电量并获取电网发布的实时电价及峰值功率限制，生成优化调度模型；利用改进二进制粒子群算法优化求解所述优化调度模型，得到家庭能源管理最优解。

作为本发明所述的基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法的一种优选方案，其中：生成所述优化调度模型包括，调度过程中所有功率需满足平衡，光伏发电功率遵循“自发自用，余电上网”原则，如果售电量超过所述电网提供的售电峰值功率，则被迫丢弃，光伏发电功率平衡式如下：

其中，为用户i在时间段h处的光伏发电总功率，分别为用户i在时间段h处对光伏发电的用电功率、售电功率和弃电功率。

作为本发明所述的基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法的一种优选方案，其中：还包括，用户电器消耗的功率一部分由光伏电源提供，另一部分从电网购买，功率平衡式如下：

其中，为用户i在时间段h处从电网购电功率。

作为本发明所述的基于可再生能源共享模型的家庭能源管理优化方法的一种优选方案，其中：具体包括，用户买、卖电功率必须受买、卖电峰值功率限制的约束，如下：

其中，分别为用户i在时间段h处的买、卖电峰值功率限制；优化调度目标为最大化利用光伏发电功率，即尽量减少电网购电量，降低用户用电费用，则优化调度目标函数如下: