[发明专利]一种实现电网侧和用户侧交互的家庭能量双层优化方法

说明书

本发明公开了一种实现电网侧和用户侧交互的家庭能量双层优化方法，包括：读取用户的日负荷曲线，基于特征指标将高维的负荷数据降维，获取到降维曲线；基于FCM模糊聚类算法计算降维曲线的隶属度，完成日负荷曲线的分类；对居民用户进行分类，针对每一类居民用户设计电力套餐；模拟日前负荷曲线，利用非侵入式优化模型对用户家电进行实时监测和负荷分解；动态调整峰谷电量系数，依据家电的动态优先级实时开断设备。本发明将兼顾分时电价和激励补贴机制的电力套餐落实到家庭用户的具体负荷设备的调度，用于改善居民负荷曲线的峰谷差，提高用电端与供电端的互动程度，使居民用户更加积极地参与电网地优化调度。

技术领域

本发明属于电力优化调度领域，涉及一种家庭能量优化方法，具体涉及一种实现电网侧和用户侧交互的家庭能量双层优化方法。

背景技术

在多数现有研究中，分时电价仅仅是固定的电价，该分时电价机制无法体现电网与用户之间的交互关系，不足以调动居民用户参与电网调峰的积极性。因此相关部门及专家学者提出了具有促进居民用户参与电网调峰的激励机制，在居民降低用电需求时给予一定的补贴，相较于只利用分时电价，兼顾分时电价和激励补贴机制能够更好地实现供电端与用电端的互动。随着智能电表的普及，非侵入式负荷分解技术在家庭日常生活用电中逐步得到广泛地应用在智能家居优化调度中。

但是如果仅仅考虑了负荷的智能调度情况，对分时电价的环境假设单一，难以体现供用电端的互动关系。所以需要一个新的技术方案来解决这个问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种实现电网侧和用户侧交互的家庭能量双层优化方法，用于改善居民负荷曲线的峰谷差，提高用电端与供电端的互动程度，使居民用户更加积极地参与电网地优化调度。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种实现电网侧和用户侧交互的家庭能量双层优化方法，包括如下步骤：

S1：读取用户的日负荷曲线，基于特征指标将高维的负荷数据降维，获取到降维曲线；

S2：基于FCM模糊聚类算法计算降维曲线的隶属度，根据隶属度完成日负荷曲线的分类；

S3：通过日负荷曲线的分类结果，对居民用户进行分类，针对每一类居民用户设计电力套餐，用于获取满足发电侧、电网侧和环境三侧的效益最好与用户电费支出最少的峰谷电量系数标准值和电价折扣系数；

折扣系数的作用是：在用户负荷曲线满足峰谷电量系数的标准值时，给予用户一定的电价折扣作为补贴，在采用电力套餐前的电费支出的基础上打个折扣。也就是用户的舒适度稍稍降低，用户电费支出也减少。

外层设计的电力套餐包含峰谷电量系数和电价折扣系数，内层优化时，峰谷电量系数就作为约束条件，约束智能家电的调度。

S4：根据峰谷电量系数模拟日前负荷曲线，并且利用非侵入式优化模型对用户家电进行实时监测和负荷分解；

S5：判断是否有计划外用电行为发生，如果没有，按照原计划，即日前负荷模拟曲线执行用电；如果有，计算包含计划外用电的峰谷电量系数，判断该峰谷电量系数是否超过标准值，如果没有超过，按照原计划执行用电，如果超过，则依据用户家电的动态优先级，动态调整峰谷电量系数，直至峰谷电量系数不超过标准值；当满足峰谷电量系数标准值时，给予该用户对应的电价折扣系数。

进一步的，所述步骤S2中降维曲线的隶属度的计算方法为：