[发明专利]基于微型热电联产多时间尺度的家庭能源优化调度方法

说明书

本发明提出的一种基于微型热电联产多时间尺度的家庭能源优化调度方法，首先通过调整微型热电联产机组运行结构，优化微型热电联产机组的使用，实现家庭多时间尺度的智能用电；再通过对用户用电以及微型热电联产机组历史数据的分析，确定了开启电能反馈的阈值，然后根据参与调度的用电设备的工作时长，提出了一种合理的方式划分工作子时间段，最终在目标函数的基础上，根据分时电价和气价，确定微型热电联产机组的出力，进而求得各时段对应的决策量。该调度方法在微型热电联产的基础上，优化了家庭多能源的利用，同时可以降低家庭用能成本。

技术领域

本发明涉及家庭能源管理技术，具体而言，尤其涉及一种基于微型热电联产多时间尺度的家庭能源优化调度方法。

背景技术

随着经济水平的提高，城乡居民用电量增长非常迅速，据统计我国2013年的居民用电量占全社会用电量的13.2％，对全社会用电量增长的贡献率为17.1％。居民生活用电在全社会用电中占有可观的比重，并且具有逐年增加的趋势。然而现阶段居民用电方面存在诸多问题，不合理用电的现象普遍存在，导致大量的能源浪费。用户侧的多种设备可控潜力逐渐凸显，但其运行特点各不相同，对家庭用电设备进行合理控制，优化家庭能源调度，实现家庭的智能用电，已经势在必行。

近年来，能源互联网飞速发展，改变了原有单一能源的供能方式，促进了多种能源和电能在能源互联网中的深度融合，推动社会与环境可持续发展。家庭能源网络作为能源互联网的一个子类，在能源供应侧，天然气网络、电力网络等能源网络都是能源互联网的重要组成部分，光伏、风电的利用率在逐渐提高；在能源需求侧，多能源网络的融合与能源利用技术的进步使得能量管理更为灵活，能量管理系统除了能够对柔性电负荷进行控制之外，还能够在电、气等多种能源形式之间选择替代。

综上所述，如今的家庭能源的优化调度已经不仅仅局限于对柔性负荷的功率和工作的时间进行优化。

发明内容

鉴于现有家庭能源优化调度方案仅限于对柔性负荷的功率和工作的时间进行优化的问题，本发明提出了一种基于微型热电联产多时间尺度的家庭能源优化调度方法，在多能源综合利用的背景下，实现了对于能源利用的选择。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于微型热电联产多时间尺度的家庭能源优化调度方法，其特征在于，包括：

步骤1、获取用户参与家庭能源调度的柔性负荷参数，所述柔性负荷参数包括负荷功率及其允许工作的时段、室内温度的舒适范围[T_rmin，T_rmax]和热水的温度范围[T_smin，T_smax]，获取该地区气价和分时电价；

步骤2、以一年作为微型热电联产机组的调整周期，根据该地区的采暖计划调整微型热电联产机组的运行结构，使所述调整微型热电联产机组工作时间上与采暖计划对应；

步骤3、以一日作为家庭能源优化调度的周期，根据使用需求将一天划分为若干子时段；

步骤4、通过对历史数据的分析及预测，获取每日室外温度曲线、每日热水需求曲线及刚性负荷日负荷曲线；

步骤5、通过对日前光伏发电量的预测，判断光伏发电量是否达到所设定的进行电能反馈的阈值，并调整家庭能源优化调度策略；

步骤6、在考虑用户用电舒适度的前提下，建立以用户花费最少为目标函数的家庭能源优化调度模型；

步骤7、根据该地区气价和分时电价求解调度模型，在满足用户用热需求的前提下，结合储热装置，调整mCHP机组的出力，最终得到优化变量是柔性负荷的运行时段、mCHP的输出功率、蓄电池充放电功率、储热装置的热功率和电能反馈量的优化调度模型。

进一步地，步骤2中所述根据该地区的采暖计划调整微型热电联产机组的运行结构，具体包括：