【考虑用户满意度的家庭能量管理数学模型分析案例3600字】

1 1 3在物联网和智能电网技术的背景下，提出了考虑用户满意度的含分布式电源的家庭能量管理系统调控策略，建立家庭能量管理系统内的各种负荷设备的模型。在考虑分布式发电设备收益的情况下，计及家庭室内温度因素对用户满意度的影响，以用户用电费用最少和满意度最优和优化目标建立多目标优化模型，选择合适的算法进行模型求解130]。选取合适的算例进行仿真，对算例仿真结果进行分析，验证各个模型和模型求解方法的正确性和合理性。1.1家用负荷设备的模型家庭智能能量管理系统HEMS的负荷按可调度性可分为可调度负荷和不可调度负荷。不可调度负荷设备停止运行会极大地影响到电力用户的日常生活，非特殊情况下不允许进行切断或者进行调度。可调度负荷设备在一个时段内是否运行仅影响到电力用户的用电舒适度，用电较为灵活，允许在较大时间范围内进行调度。可调度负荷设备包含可中断负荷和不可中断负荷。(1)不可中断负荷设备，此类负荷设备工作时对电量的需求一般是固定的，完成工作任务所需的总时间为固定值，如洗衣机、洗碗机和烤箱等。(2)可中断负荷设备，设备的运行要求为允许工作时间范围内达成工作任由于不可调度设备的用电计划不可改变，只有可调度负荷设备能参与优化调度，本文研究中只对常见的五类可调度负荷进行建模，包含洗衣机、洗碗机、热水器、电动汽车和空调。1.1.1参数说明(1)时间参数为方便量化用电设备的运行时间，将一天的时间分为T个时间段，假设一个时间段内的所有变量保持为固定值，每个时间段的长度设为τ,则有Tτ=24h。本文假设各用电设备的运行时间为一个时间段τ的整数倍，第t个时间段表示(2)设备参数I为不可中断负荷的集合，通常包含洗衣机、洗碗在t时段负荷i在运行状态则x{=1,在t时段负荷i处于停止状态则x{=0。J为可中断负荷的集合，通常包含电动汽车、空调、热水器等，设某个可中断负荷为j,则有j∈J;x为可中断负荷j在t时段的用电计划，x;∈{0,1},在t时段负荷i在运行状态则x;=1,在t时段负荷1.1.2不可中断负荷特性分析及建模工作特性如下图4-2所示：根据用户对不可中断设备的需求将不可中断负荷i的允许工作时间范围设置式中，参数N是不可中断负荷i完成工作需要的时间段根据用户对可中断设备的需求将可中断负荷i的允许工作时间范围设置为[α,β],根据可中断负荷只要求在允许工作时间范围内完成工作任务的工作特许工作时间[α,β]内的任意时段，负荷的运行状态可以发生多次变化，由此得j是可中断负荷j工作的额定功率；P是第t个时段可中断负荷j的功率，由工作状态Xj与额定功率j相乘1.2优化调控模型本文的优化调控策略研究针对分时电价进行，将单日24小时划分为若干个发电设备出力和光伏发电设备余电出售。选取电价模型为高峰电价>余电出售价1)由于低谷电价最低，则将可调度负荷尽量调度至用电低谷期运行2)由于余电出售价格大于低谷电价，则应将可以在低谷电价时段运行的负3)由于高峰电价大于余电出售电价，则应将需要在高峰期运行的负荷尽量1.2.1用电费用最少模型总功率为可中断负荷与不可中断设备的功率之和减去光伏发电设备的输出功率其中p²的表达式为：式中，PG-R表示t时段内用户家庭从电网吸收电量的功率；当t时段所有负荷消耗的功率大于光伏发电功率时，应向电网购买电能，PG-R符号为正；当t时段所有负荷消耗的功率小于光伏发电功率时，应向电网出售多余电量，PG-R符号为负。在t时段内所有家庭负荷的所需总功率为可中断负荷功率P'和不可中断负荷功率P之和，在第t时段光伏发电设备输出功率为PV,对于一个固定的家庭用户而言，购电电价和售电电价都是已知量。当t时段家庭消耗的电能大于光伏出力，p²=Pbu,当t时段光伏出力过剩，需要出售余电到1.2.2用户满意度最优模型式中，xi,t、xj,t分别表示优化前t时段负荷i、负荷λi、λ;分别表示负荷i、负荷j的不可调度系数；不灵活，调度优先级越低，调度时应尽量不考虑。λ=0表