[发明专利]家庭智能用电设备的优化调度方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统新能源领域,涉及一种家庭智能用电设备的优化调度方法。

背景技术

随着智能电网技术的高速发展，电网公司和用户之间也从原有简单的电能单向传输逐渐转变为电能双向传输以及信息互动。所以作为发、变、输、配、用电的一部分，用户不再是原来被动的接收端，而应该是积极的互动参与者。家庭用户作为智能电网参与者之一，在舒适度和经济性的制约下，根据电网和实际用电情况，积极参与电网的需求侧响应，对电网安全稳定运行具有重要的意义。

社会发展，家庭用户中智能用电设备逐渐增加，为保证舒适性的前提下，参与电网互动提供了条件。

因此，需要一种新的家庭智能用电设备的优化调度方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种家庭智能用电设备的优化调度方法。

为实现上述发明目的，本发明的家庭智能用电设备的优化调度方法采用如下技术方案：

一种家庭智能用电设备的优化调度方法，包括以下步骤：

1)、分析家庭智能用电设备的负荷特性；

2)、基于家庭智能用电设备的负荷特性分析，分类建立家庭智能用电设备的数学模型；

3)、建立以经济性和舒适性为目标函数的家庭智能用电设备优化调度模型，并利用遗传算法求解，得到满足家庭自身需要的用电优化计划。

更进一步的，步骤2)中家庭智能用电设备包括照明和娱乐设备、清洗类设备、电池类设备和空调类设备。

更进一步的，所述照明和娱乐设备的数学模型为：

式中：为设备a在时段t中消耗的电能，为设备a的最小运行功率，为设备a的最大运行功率，为设备a的额定功率，为设备a开始运行的时间段，为设备a结束运行的时间段，a为设备代号，t为时间段，为第a个设备在t时间段内的开关量，1表示开，0表示关，为设备a在运行时间内消耗的最低的电能，H_a为设备a最小连续运行时段数，λ_a为用户为第a个设备提前设置的最大延迟时间，当λ_a＝0时表示此用电设备不可转移。

此数学模型合理，充分考虑了设备的各种属性，功率可调与不可调属性、直接储能与间接储能属性、可转移与不可转移属性和可中断与不可中断属性等各种属性。

更进一步的，所述清洗类设备的数学模型为：

式中：为设备a在t时间段内的消耗的电能，为设备a的最小运行功率，为设备a的最大运行功率，a为设备代号，t为时间段，为设备a在t时段的运行状态，1表示开，0表示关，为设备a开始运行的时间段，为设备a结束运行的时间段，H_a为设备a最小连续运行时段数，λ_a为用户为第a个设备提前设置的最大延迟时间，当λ_a＝0时表示此用电设备不可转移。

此数学模型合理，充分考虑了设备的各种属性，功率可调与不可调属性、直接储能与间接储能属性、可转移与不可转移属性和可中断与不可中断属性等各种属性。

更进一步的，所述电池类设备的数学模型为：

式中：B_capacity为电池容量，为设备a在时段t电池的电能储存量，为设备a在t时段内的消耗的电能，为电池充电效率，为电池漏电系数，为设备a在t时段的运行状态，1表示开，0表示关，为设备a开始运行的时间段，为设备a结束运行的时间段，为电池a的最小电量，为电池a的最大电量，为电池a的最小利用效率，为电池a的最大利用效率，为电池a的充电时电量，为电池a的最小保存电量。

此数学模型合理，充分考虑了设备的各种属性，功率可调与不可调属性、直接储能与间接储能属性、可转移与不可转移属性和可中断与不可中断属性等各种属性。

更进一步的，所述空调类设备的数学模型为：

式中：为t时段内室内温度，为t时段内室外的温度，R_eq为室内等效热阻，K_HVAC为电能转化系数，为设备a在t时段内的消耗的电能，为设备a开始运行的时间段，为设备a结束运行的时间段，为设备a的最低控制温度，为设备a的最高控制温度，M_air是室内的空气质量指数，C表示标准大气压下的空气热容量，Δ表示间隔时段数，为设备a的最小运行功率，为设备a的最大运行功率，为设备a在t时段的运行状态，1表示开，0表示关，H_a为设备a最小连续运行时段数。