[发明专利]一种实现考虑多种不确定因素的家庭能量管理综合方法

权利要求书

1.一种实现考虑多种不确定因素的家庭能量管理综合方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：给出家庭能量管理系统的基本模型，将多种负荷分类，从调度层面将负荷分为基线负荷、可调度负荷、家用光伏系统、电动汽车充放电模型，建立能够准确反映负荷用电模式和用电行为的设备模型；

S2：采用遗传算法提出结合实时电价与光伏出力信息的日前调度策略；

S3：实时修正减小实时电价和分布式电源预测误差的影响，采用元启发式算法对日前调度机制进行优化；

S4：采用触发机制触发相关事件对用户随机用电行为的处理，设定设备优先级来减少用户随机行为的影响，根据上述电动汽车的不同使用模式选取调度方案；

S5：利用多种模式转换机制应对电动汽车的接入影响，根据电动汽车不同的运行状态，将包含电动汽车的家庭能量管理系统调度进行模式划分；

所述步骤S5中包含电动汽车的家庭能量管理系统调度分为三种模式，具体如下：

模式一是使用模式，该模式下考虑用户的出行使用情况，调度准则为参与家用负荷的调度但是不对家用负荷进行放电，在调度时考虑控制其充电时间；

模式二是经济模式，该模式下目标是通过调度来最大程度地提升用电的经济性，在电动汽车接入后可根据用电状况和电价信息进行调度；

模式三是闲置模式，该模式下电动车为闲置状态，次日无出行需求，可作为家用储能设备对待，电动汽车在白天连接时配合光伏系统充电以平抑光伏出力波动，在用电高峰期放电以应对电价的实时变化；

所述步骤S5中利用多种模式转换机制应对电动汽车的接入影响的方法为：

在整体优化框架下，根据电动汽车的三种不同使用模式选取调度方案，具体方案如下：

模式一：由于无需考虑电动汽车的放电行为，将其视为可调度负荷进行控制，整体过程仅需考虑光伏和实时电价的预测信息与用户随机用电行为这些不确定因素的发生；

模式二：虽然电动汽车可作为存储装置放电，但由于充电时间和次日出行需求的限制，在接入家庭能量系统后的有限时间内可以进行一个循环的充电行为，只需控制一个充放电周期的充电时间即可，同时由于白天电动汽车未接入系统，也无需考虑与光伏设备的配合；

模式三：电动汽车可充分发挥V2H的功能，将其视为蓄电池，调度过程较为复杂，需要考虑长时间域及多种因素。

2.根据权利要求1所述的一种实现考虑多种不确定因素的家庭能量管理综合方法，其特征在于：所述步骤S1中家庭能量管理系统的基本模型为：

可调度负荷分为可中断负荷和可转移负荷；可中断负荷如公式(1)：

式中：P_t^d为设备d在t时刻的功率，σ^t为设备在t时刻的开关量，0为关闭，1为开启；t_start，t_end为期望的开启和关闭时间，由用户设定；t_total为设备的额定持续运行时间，λ为设备的最大延迟时间；

可转移负荷如公式(2)所示：

式中：σ^t为设备在t时刻的开关量，0为关闭，1为开启；

家用光伏系统的输出功率如公式(3)所示：

P_v＝rη_vAB(3)

式中：P_v表示光伏发电功率，r表示光照强度，η_v表示转换效率，A表示有效光照面积，B表示家用光伏板块数；

采用荷电状态表征电池容量限制条件：

SOC_EV(t)＝E_rem(t)/E_max(4)

SOC_EV(t)＝E_rem(t)/E_max(5)

式中：SOC_min和SOC_max分别表示电动汽车最低和最高的SOC限制；

在电动汽车充电过程中SOC的动态变化如公式(6)：

式中：为电动汽车充放电功率，η^chr、η^dis为电动汽车充放电效率。