[發明專利]一種居民錯峰用電優化方法和裝置

在審

• 申請號: 202011180656.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112288161A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 吳丹琦;安然然;梁曉兵;劉軍;王義勇;張遠;馬燕君;羅勇;趙艷軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蘇云輝

本發明公開了一種居民錯峰用電優化方法和裝置，包括：獲取居民用電設備的用電負荷；以居民電能總花費為目標函數，所述用電負荷為變量搭建優化策略數學模型；采用模擬退火粒子群算法求解所述優化策略數學模型，得到最優解；根據所述最優解確定居民錯峰用電優化方案。通過本發明，避免了居民電能總花費陷入局部最優的問題，降低了總的峰值需求，將部分高峰負荷轉移到低谷時期，平滑負荷曲線，從而實現錯峰用電，提高電網可靠性。

技術領域

本發明涉及電能分配技術領域，尤其涉及一種居民錯峰用電優化方法和裝置。

背景技術

居民能源管理系統可實現以用戶自行合理規劃的智慧用電方式取代傳統用電方式的目的。在電網峰值負荷時段，電網的續航能力有限，供電壓力過大時需要較高成本去增添小型應急的發電機組，在電網低谷負荷時期，儲能較難導致浪費能源，故希望能將部分高峰負荷轉移到低谷時期。

在居民智能用電領域的研究，目前大多將實現用電成本最低作為調度目標，激勵用戶主動改變用電習慣。已有的一些技術方案包括：提出購電開支最低模型，通過確定負荷的實際工作開始時間以最大程度在低電價時段多完成用電任務；研究動態電價機制下對空調系統的用電費用實現最小化；提出在分時電價的不同時段，監測居民負荷的用電量以激勵用戶改變高耗能的用電行為；將一天劃分為24個時間片并對各類家用負荷進行分類，以減少購電開支。

利用二進制粒子群算法的居民能源調度策略是對分布式發電模塊、家電優化調度模塊和儲能模塊所組成的三種智能模塊進行優化調度。分別采用非線性最小二乘法算法、動態規劃算法和禁忌搜索算法對HEMS(家庭能源管理系統)進行優化，達到最大化用戶舒適度和最小化購電成本的目的，但這些算法對既有離散值又有連續值的混合目標優化效果不佳。采用分支界定調度算法在HEMS中收斂速度快，但存在早熟收斂且難以跳出局部最優的缺陷。同樣地在HEMS中應用廣泛的粒子群算法，往往也存在早熟收斂問題，若某粒子發現一個當前最優位置且為局部最優解，其它粒子將向其靠攏并難以重新進行搜索。

發明內容

本發明提供了一種居民錯峰用電優化方法和裝置，用于解決傳統粒子群算法易使居民電能總花費陷入局部最優，導致錯峰用電方案優化效果較差的技術問題。

本發明提供了一種居民錯峰用電優化方法，包括：

獲取居民用電設備的用電負荷；

以居民電能總花費為目標函數，所述用電負荷為變量搭建優化策略數學模型；

采用模擬退火粒子群算法求解所述優化策略數學模型，得到最優解；

根據所述最優解確定居民錯峰用電優化方案。

可選地，所述采用模擬退火粒子群算法求解所述優化策略數學模型，得到最優解的步驟，包括：

初始化粒子群中粒子的位置和速度，并設置初始退火溫度；

計算所述粒子群中每個粒子的目標函數值，初始化最優個體和全局最優目標值；

根據所述粒子群中每個粒子的目標函數值更新所述最優個體和所述全局最優目標值；

確定更新后的所述粒子群中粒子的最小目標函數值；

計算每個所述粒子的目標函數值與所述最小目標函數值的差值；

判斷所述差值是否滿足第一預設條件；

若是，則根據更新的所述最優個體和所述全局最優目標值更新所述粒子的位置和速度；

執行降溫操作，并判斷當前迭代次數是否滿足預設閾值；

若否，則重新執行計算所述粒子群中每個粒子的目標函數值，初始化最優個體和全局最優目標值的步驟；

若所述當前迭代次數滿足所述預設閾值，則輸出最優個體作為最優解。