[发明专利]一种考虑用户用电行为不确定性的家庭智能用电优化方法

权利要求书

1.一种考虑用户用电行为不确定性的家庭智能用电优化方法，其特征在于，包括：

步骤1：设定家庭智能用电优化周期，并将所述家庭智能用电优化周期均匀划分为若干子时段；

步骤2：设定的初始约束条件，并获取电价信息、家庭用电功率上限，所述初始约束条件包括用户的舒适度范围和柔性负荷允许工作的时间范围；

步骤3：用户根据自身对用电设备用电可靠性的要求，对各类负荷设置可靠性指标，并对各类负荷的可靠性指标做归一化处理；

步骤4：构建以家庭用电费用最小为目标函数的家庭能源优化调度模型；

步骤5：在满足用户初始约束条件的前提下，考虑用户日前对各类负荷可靠性指标的设置，求解用户日前用电计划，次日家庭用电设备按照日前用电计划进行工作；

所述求解用户日前用电计划包括：

在用户设定的初始约束条件的基础上，考虑各类用电负荷的可靠性指标，并将由可靠性指标得出的新的约束综合原约束条件添加到智能用电优化问题中，最终得到考虑可靠性指标的日前用电计划；步骤6：实时运行时，家庭能源管理系统判断用户是否有增减用电计划的行为，根据用户增减用电计划的具体行为，相应的调整用电计划，制定实时用电计划，具体包括：

减少用电任务时，在当前时段内重新规划剩余用电任务，得到最新的用电安排；

新增用电任务时，判断新增用电任务与日前用电计划的任务同时进行时，负荷总功率是否超过家庭用电功率的上限，如果不超过则无需要改变日前用电计划，否则需根据用电紧急系数和综合用电紧急指标，对该时段的用电任务进行优先级排序，停止优先级低的用电任务在该时段工作，并重新规划其用电计划；

所述用电紧急系数包括：

不可中断负荷的用电紧急系数，所述不可中断负荷的用电紧急系数为：

其中，α₁表示不可中断负荷的用电紧急系数，t_L表示不可中断负荷工作所需用电时段数，t_i表示当前时刻，t₂表示允许用电的截止时刻；

可中断负荷的用电紧急系数，所述可中断负荷的用电紧急系数为：

其中，α₂表示可中断负荷的用电紧急系数，W_re表示可中断负荷截止至当前时刻用电任务需要消耗的总电能与已消耗电能之差，q_max表示可中断负荷在单位时段内可消耗的最大电能，t_i表示当前时刻，t₂表示允许用电的截止时刻；

空调的用电紧急系数，所述空调的用电紧急系数为：

其中，α₃表示空调的用电紧急系数，表示当前该时刻室温，θ_cmax、θ_cmin分别表示空调舒适度温度的上下限；

热水器的用电紧急系数，所述热水器的用电紧急系数为：

其中，α₄表示热水器的用电紧急系数，表示当前该时刻水温，θ_wmax、θ_wmin分别表示热水器温度的上下限；

所述综合用电紧急指标为：

β_i＝α_iY_i

其中，β_i表示负荷i的综合用电紧急指数，α_i表示负荷i的用电紧急系数，Y_i表示负荷i归一化后可靠性指标。

2.根据权利要求1所述的家庭智能用电优化方法，其特征在于，步骤3中所述对各类负荷设置可靠性指标，包括设置：

不可中断负荷的可靠性指标；

可中断负荷的可靠性指标；

空调的可靠性指标；以及

热水器的可靠性指标。

3.根据权利要求2所述的家庭智能用电优化方法，其特征在于，

所述不可中断负荷的可靠性指标为：

Δt＝t₁-t₁′＝t₂-t₂′

其中，Δt表示不可中断负荷双端时间裕度值，t₁表示用户所设置允许工作时间范围的起始时间，t₂表示用户所设置允许工作时间范围的截止时间，t₁′表示保留了时间裕度值的用电任务的起始时间，t₂′表示保留了时间裕度值的用电任务的截止时间；

所述可中断负荷的可靠性指标为：

其中，ρ表示在某一时刻之前用电任务的完成率，λ的取值范围是[0，1]，Q_j表示该负荷j完成用电任务需要消耗的总电能；表示可中断负荷j在时刻t所消耗的电能；t₁表示用户所设置允许工作时间范围的起始时间，t₂表示用户所设置允许工作时间范围的截止时间；

空调的可靠性指标为：

Δθ_c＝θ_cmax-θ′_cmax＝θ_cmin-θ′_cmin

其中，Δθ_c表示空调双端温度裕度值，θ_cmax表示用户所设置空调舒适度温度范围的上限，θ_cmin表示用户所设置空调舒适度温度范围的下限，θ′_cmax表示保留温度裕度的温度上限，θ′_cmin表示保留温度裕度的温度下限；

热水器的可靠性指标为：

Δθ_w＝θ_wmin-θ′_wmin

其中，Δθ_w表示下限温度裕度值，θ_wmin表示用户设置热水器水温下限，θ′_wmin表示保留温度裕度的水温下限。