[發(fā)明專利]基于多目標多元宇宙優(yōu)化算法的智能樓宇負荷優(yōu)化調度方法

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112949942A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 易靈芝;李光華;陳可夫;劉建康;劉江永
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62;G06N3/00
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本發(fā)明公開提出了一種基于多目標多元宇宙優(yōu)化算法的智能樓宇負荷優(yōu)化調度方法。對各類樓宇負荷的預測運行時間數據進行特征提取得到各個負荷一天的預測運行時間和高峰用電運行數據，將樓宇住戶負荷通過聚類算法對負荷特征進行分類，依據樓宇住戶對各類負荷用電習慣獲取樓宇可控負荷的可控時間段，并建立樓宇負荷用電調度模型，將多目標多元宇宙優(yōu)化算法進行改進用于樓宇用電負荷調度中，來實現用戶側的總用電費用最低、電網穩(wěn)定運行并高峰電價時刻用電量最低，以及新能源的電力能源丟棄率最低這些目標。

技術領域

本發(fā)明涉及智能電網用電自動需求響應領域，發(fā)明了一種基于多目標多元宇宙優(yōu)化算法的智能樓宇負荷優(yōu)化調度方法。

背景技術

智能樓宇是未來城市居民的發(fā)展方向，實現自動負荷控制和自動需求響應。因此，建設負荷調度問題非常重要。在電力局勢的住宅方面在未來的發(fā)展中越來越多，近年來電力局勢的住宅方面。實施需求響應策略，以限制用戶端的電力消耗，來改變用戶的消費習慣。

需求響應機制是目前最重要且最有效的需求側管理手段，按照引導用戶參與需求響應的不同方式，可將需求響應劃分為基于價格的需求響應策略和基于激勵的需求響應策略。由于價格機制是市場機制的基礎，用戶依據市場價格調整其原有用電方式，減少或轉移用電需求的基于價格的需求響應策略來制定符合自身經濟性和舒適性目標的用電策略。

多元宇宙優(yōu)化算法它是基于宇宙中的物質通過蟲洞由白洞向黑洞進行轉移的原理進行模擬。其主要的性能參數是蟲洞存在概率和蟲洞旅行距離率，參數相對較少，低維度數值實驗表現出了相對較優(yōu)異的性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要針對樓宇住戶的用電習慣不合理造成能源浪費、電網穩(wěn)定運行和新能源的利用率的問題，提出了一種基于多目標多元宇宙優(yōu)化算法的智能樓宇負荷優(yōu)化調度方法，來改善樓宇住戶的用電習慣。在考慮住戶用電的舒適度的前提下，通過家庭能源管理系統的優(yōu)化調度來降低住戶用電量、穩(wěn)定電網運行和提高新能源的利用率。

本發(fā)明對各類樓宇負荷的預測運行時間數據進行特征提取得到各個負荷一天的預測運行時間和高峰用電運行數據，將樓宇住戶負荷通過聚類算法對負荷特征進行分類，依據樓宇住戶對各類負荷用電習慣獲取樓宇可控負荷的可控時間段，并建立樓宇負荷用電調度模型，將多目標多元宇宙優(yōu)化算法進行改進用于樓宇用電負荷調度中，達到的較好的預期效果。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案，包括以下步驟：

步驟1：針對用戶的用電習慣和用電滿意度，將樓宇負荷劃分為可控和不可控兩大類，不可控負荷不直接參與樓宇住戶負荷用電調度，但是間接影響樓宇負荷調度中的可調度負荷，所以在樓宇負荷調度模型中增加可再生能源和附加蓄電池。可控負荷劃分為可平移的連續(xù)工作負荷、可中斷工作負荷和充/放電負荷等三類，

步驟2：明確樓宇負荷調度的目標函數及各用電負荷的約束條件，并搭建樓宇負荷用電調度模型。

步驟3：對多元宇宙算法采用非支配方法進行多目標改進，智能樓宇負荷調度是整數規(guī)劃問題，在算法迭代優(yōu)化過程中，需要保證變量為整數，因此對原有的種群更新機制進行改進，但并不會改變種群的多樣性；并將多目標多元宇宙優(yōu)化算法用于優(yōu)化調度當中。

步驟4：得出實驗結論，并對結論進行分析。

上述基于多目標多元宇宙優(yōu)化算法的智能樓宇負荷優(yōu)化調度方法，步驟1中的可平移的連續(xù)工作負荷是指運行時段自由，但需連續(xù)通電工作一定時間，比如洗衣機、電飯鍋、洗碗機等負荷，這類負荷往往在一段時間內滿足用電需求即可，具有一定的調度潛力；可中斷工作負荷是指在運行過程中可短時間中斷，并且不太影響用戶正常生活，例如空調、熱水器等，不過這類負荷對中斷時長有一定的限制，需要綜合考慮用戶的使用習慣和舒適度；充/放電負荷指的是電動車和儲能電池，新能源發(fā)電電負荷一般指的是光伏發(fā)電或風力發(fā)電設備。