[發明專利]一種家庭能量管理系統的智能調度方法

在審

• 申請號: 201710040749.2
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106786555A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王永;吳健超;王俊杰
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;東南大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 嚴巧巧

技術領域

本發明涉及一種家庭能量管理系統的智能調度方法，屬于新能源發電及需求側響應控制技術領域。

背景技術

21世紀以來，依托科技的發展、經濟水平的提升，人民的生活水平越來越高，生活需求也越來越廣泛。伴隨著大量電子設備的廣泛使用，家庭中的能源消費出現急劇的增加，近年來我國的家庭用戶用電總量增加迅速，每年增加量達數百億千瓦時。國家致力于建設的“資源節約型”還處于初始階段，在能耗的有效利用和減少無故浪費上，還主要依賴大家主觀形成的良好習慣。減少能耗，特別是家庭減能近來己逐漸成為應對能源危機和全球變暖問題的一個重要解決途徑。

在電力公司，電網與家庭用戶的信息交換愈加的頻繁，用戶對供給穩定和使用體驗的要求越來越高，分布式光伏發電等新型清潔能源和儲能設備在家庭中的逐漸部署，配電網在用戶側的重要組成部分——家庭能量管理系統也應運而生。

在家庭能量優化方面，前人曾嘗試過采用增強能耗信息可視度的方法，通過觀察家用電器的日常運行狀態和家庭成員的活動來設計相關的優化模型，實現節能減排的目標，這種方法能起到一定的作用但由于頻繁的用戶操作會影響到用戶體驗的滿意度；伴隨著分布式光伏等新型清潔能源和儲能設備在家庭用戶中的逐步應用，會出現用戶可選擇的不止一個供能設備，在相應的家庭能量優化模型上有人提出在保證家用電器運行滿意度的情況下進行分析，該模型在基于電力公司實時電價的基礎上進行相應的調度研究，最終實現用電總費用最省的目標，但其未考慮到電網規定的需求響應約束，未能實時保障用戶用電的可靠性。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種家庭能量管理系統的智能調度方法，用于解決現有技術中家庭能量的管理和智能調度方法無法提供良好的用電可靠性的技術問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種家庭能量管理系統的智能調度方法，以下包括以下步驟：在家庭中設置家庭管理系統控制器、光伏發電系統、分布式儲能設備和智能電表；并按照如下步驟進行電能調度：

步驟(1)、用戶預先將用戶需求輸入至家庭管理系統控制器中，包括符合其生活規律的家電負載參數并設定各個家電負載所期望的工作時間段和所需工作時長；同時家庭管理系統控制器通過聯網獲取電網實時電價及其規定的需求響應功率約束，并采集次日天氣信息；

步驟(2)、綜合次日天氣信息、智能電表的歷史用電情況和光伏發電系統的歷史發電信息得到預測信息，包括次日的用電量和發電量；

步驟(3)、在步驟(1)中的用戶需求和步驟(2)中的預測信息的基礎上，以電費最省為調度目標并以滿足電網規定的需求響應功率約束條件，家庭管理系統控制器擬定次日各家電負載和分布式儲能設備的優化調度計劃，并按照上述調度結果進行對各家電負載和分布式儲能設備的控制運行。

進一步的，在本發明中，為保證分布式儲能設備投入運行的穩定持續性，所述分布式儲能設備設置有電量最低閾值，即無論儲能設備工作狀態如何，都必須保證儲能設備中的電能存儲不低于這個閾值，并且分布式儲能設備在某一個確定時刻的狀態若為工作狀態則只能完成充電或者放電其中一項操作，二者不可同時進行；當家電負載運行時，所述光伏發電系統優先向家電負載提供電能，并且用戶不能將電力出售給電網，光伏發電系統多余的發電量向分布式儲能設備充電直至分布式儲能設備中存儲的電量達到閾值上限則光伏發電系統將多余的電量釋放；電網和分布式儲能設備不可同時給家用電器供電，當光伏發電系統所發電量無法滿足家電負載運行時，判斷分布式儲能設備中的電能大于最低閾值以上的部分是否能夠滿足家電負載運行，若能，則分布式儲能設備放電向家電負載供電，若不能，則分布式儲能設備不放電而選擇向電網購電。

進一步的，在本發明中，步驟(2)中，通過遺傳算法預測次日用電量和發電量。

進一步的，在本發明中，步驟(1)中，把一天分為24個連續的時間段，每個時間段的時長為T＝1小時，獲取次日每個時間段的實時電價。

有益效果：

本方法在基于實時電價的基礎上，引入整數規劃方法和遺傳算法，同時滿足用戶預先設定的家電運行時間和電網規定的約束響應要求，實現對各家電負載和分布式儲能設備的優化控制運行，將家庭用戶，電網，光伏系統和分布式儲能設備有機聯系起來，實現了能量的流動。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。