[发明专利]一种面向家庭智能用电的多能源综合优化调度方法

权利要求书

1.一种面向家庭智能用电的多能源综合优化调度方法，包括以下步骤：

1)针对家庭中的供热设备，考虑家庭燃气装置与温控型负荷设备用能特性及其热力耦合关系，建立家庭中的动态传热数学模型；

2)针对家庭中的分布式电源、储能设备，以及其他多种电力负荷设备的用能特性，建立对应设备数学模型；

3)建立家庭多能源综合优化调度模型，模型以最小化居民用户的用能成本和舒适度损失为目标，同时考虑系统运行的必要约束条件；

4)将家庭各种用能设备与用户设定参数输入到CPLEX优化求解器中，结合预测温度数据、热水用量以及光伏出力情况进行优化，求解家庭多能源综合优化调度结果。

2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述步骤1中，家庭中的动态传热数学模型的热负荷设备主要包括家庭供暖设备和热水设备两部分，分别建立其数学模型：

(1)供暖设备模型：通过表示温度变化过程的一阶微分方程来建立该设备的热力学模型；

(2)热水设备模型：依据热水设备运行特性建立其数学模型。

3.根据权利要求1所述的调度方法，步骤2)中建立家庭电负荷设备数学模型分别如下：

(1)储能设备：设分别为储能设备的充放电功率，为其充放电状态，1为处于相应充放电状态，反之0表示不处于；η_ch、η_dch分别为充放电效率，分别为充放电最大功率，ε表示为自放电率；则储能设备的充放电运行约束为：

SOC_min≤SOC_i+1≤SOC_max

SOC_N+1≥SOC_ini

(2)分布式发电设备：对于太阳能光伏，其直接通过DC/AC逆变器挂载在家庭综合能源管理系统上，而其出力既可以供给系统内负荷与储能使用，也可以逆向向电网送电；

(3)可中断负荷：设x_ISL(i)为可中断负荷在第i时段的工作状态，0表示不工作，1表示工作，[b_ISL,e_ISL]为负荷的允许工作时段；l_ISL和p_ISL分别为负荷的所需工作时长与额定功率，则可中断负荷工作约束可用下式表示：

P_ISL(i)＝x_ISL(i)·p_ISL

(4)不可中断负荷：设x_NISL(i)为不可中断负荷在第i时段的工作状态，0表示不工作，1表示工作，[b_NISL,e_NISL]为负荷的允许工作时段；l_NISL和p_NISL分别为负荷的所需工作时长与额定功率，则不可中断负荷工作约束用下式表示：

P_NISL(i)＝x_NISL(i)·p_NISL。

4.根据权利要求1所述的调度方法，步骤3)中，家庭多能源综合优化调度模型包含目标函数与约束条件两部分，目标函数选取为最小化调度时间范围内的家庭能源费用，包括燃气费用和用电费用，以及尽可能减少用户的舒适度损失，分为经济性目标和舒适度目标两部分；约束条件主要为设备的运行约束与用户的舒适度约束，应保证燃气式壁挂炉处于正常运行状态，主要包括水介质的温度上下限约束、热水流量约束以及燃气炉的总出力约束。