[发明专利]一种基于二叉树分类算法的家庭能量动态调度系统

说明书

本发明属于家庭能量管理技术领域，具体涉及一种基于二叉树分类算法的家庭能量动态调度系统；包括电能路由模块，电能路由模块连接有光伏系统模块，电能路由模块还连接有蓄电池模块和充电桩，电能路由模块根据光伏系统模块的光伏出力变化调整负荷向电网的取用电，蓄电池模块在光伏系统模块的光伏出力足够的情况下对其生产的光伏电能进行储能，在光伏系统模块光伏出力不足的情况下利用其提前储存的电能为负荷供电；电能路由模块通过双向电表与电网相连接，电能路由模块通过智能插座与家庭负荷相连接；本发明综合考虑了包括光伏系统发电量和家用蓄电池约束条件在内的家庭能量管理系统的各个方面，从整体上对家庭能量进行优化调度。

技术领域

本发明属于家庭能量管理技术领域，具体涉及一种基于二叉树分类算法的家庭能量动态调度系统。

背景技术

社会经济的快速发展使人们对电力的需求日益增加。一方面人们用电不均衡增大了电网的峰谷差，造成电网不稳定;另一方面我国火力发电量占全国总发电量的比重居高不下，火力发电过程中排放的过量粉尘和二氧化碳造成雾霾等环境污染。由此，以如何改善电网负荷曲线和提升可再生能源利用率为主要研究对象的家庭能量管理系统成为相关学者广泛关注的课题。

为了提高清洁能源的利用率，特别是鼓励居民使用光伏发电，我国政府已出台了相关的政策。随着太阳能等可再生能源产业的发展，各国的家用蓄电池业务也在兴起，如德国、日本等煤炭、水力资源严重不足的国家还出台了对购买蓄电池进行补贴的政策，鼓励居民利用蓄电池将光伏系统的发电量储存起来以备用电高峰期使用。

为改善电网负荷曲线，达到削峰填谷的目的，电力公司采用电力需求侧管理的措施。电力需求侧管理指电力公司通过一定的激励措施影响用户的用电行为，实现节电和资源综合利用，需求侧管理最为重要的工作是负荷管理。同时，智能电网双向交互技术的发展为用户参与需求响应(DR)提供了便利；家庭能量动态调度系统是智能电网在家庭用电侧的应用，以智能电表和智能家居为基础，综合分布式能源、储能、负荷、电价等信息，对家用电气设备进行优化调度并与电网交互；目前研究的不足之处是其研究只针对家庭能量管理系统中某一方面进行优化调度，而没有对家庭能量管理系统整体进行全面考虑和优化。

专利文献CNVI0745193IA公开了一种家庭智能用电设备的优化调度方法，基于分时电价建立了以经济性和舒适性为目标函数的家庭智能用电设备优化调度模型，使用线性加权法模型实现多目标优化。线性加权法模型的缺陷在于在不同的家庭负荷场景小电费和舒适度的指标数值相对大小会发生变化，在实际应用时，往往需要根据具体场景调整权重系数，存在实用性不够强等不足。

专利文献CNL04122819A公开了基于用户习惯的家庭智能用电方法，这种控制该方法同时考虑用电经济性和舒适度﹐并对目标函数进行无量纲处理，为用户提供多样化的用电方案选择。但这一方法并未考虑能中断工作的电器﹐且仅仅考虑了家庭内部负荷，并不适合应用在含分布式光伏电源和储能装置的家庭能量管理系统中。

专利文献CN106786555A公开了一种家庭能量管理系统的智能调度方法，该方法主要针对家庭用户中大功率家庭负荷和分布式储能设备进行优化调度控制，在基于实时电价的基础上，引入整数规划方法和遗传算法，并结合分布式储能设备以用电费用最省为优化目标。这一方法对于光伏系统的预测使用的是提前采集到的次日天气信息，由于采集到的天气信息不具有实时性，这样得到的预测信息会降低实时性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种基于二叉树分类算法的家庭能量动态调度系统，解决由于目前只针对家庭能量管理系统中某一方面进行优化调度，而没有对家庭能量管理系统整体进行全面考虑和优化，同时综合考虑了包括光伏系统发电量和家用蓄电池约束条件在内的家庭能量管理系统的各个方面，从整体上对家庭能量进行优化调度。