[发明专利]一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法及系统，该方法包括根据智能家用电器的使用情况和太阳能光伏系统的发电情况，构建智能家用电器运行时间与负荷预测模型和光伏输出功率预测模型；获取每一时间段的每一智能家用电器的运行功率和太阳能光伏系统的输出功率；结合分时电价，构建以电费最低、峰均比最小、用户不满意度最小为目标函数的智能家用电器柔性负荷调度模型；采用Gurobi优化算法对智能家用电器的运行时间进行优化求解，输出智能家用电器的最优运行时间调度，控制智能家用电器的负载运行时间，实现对智能家用电器用电柔性负荷的最优调度。

技术领域

本发明涉及智能家用电器调度技术领域，尤其涉及一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法及系统。

背景技术

随着社会的发展和时代的进步，能源生产的成本和社会生活对电力的需求不断提高，可再生能源发电正逐步投入运行。住宅用电负荷多集中于社会用电高峰期，存在负荷曲线波动大和负荷特性较差等问题。这迫使人们专注于用电需求侧管理(DSM，Demand SideManagement)。为了降低基础设施成本和对环境的影响，提高系统的可靠性，通常在分布式发电(如太阳能和风能)的帮助下与智能电网集成，在需求侧通过能源管理系统(EMS，network element management system)帮助管理智能电器的能源消耗。在需求侧管理系统中，采用各种技术和优化算法来最小化电费成本，消费者也可以用可再生能源为其智能家用电器供电，若有更多的能源，则可将其提供给公用电网，降低用电成本。

传统的需求侧能源管理通常是建立家用电器耗电量和使用时间的关系模型，基于分时电价，构建家用电器负荷调度模型，其虽然也能够在一定程度上降低家用电器的用电成本，但是，其往往会忽略用户的舒适度，而且当家用电器的数量增加到一定程度时，算法收敛缓慢，难以快速获取负荷调度策略。

发明内容

为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法及系统，基于模型预测控制原理，建立智能家电用电负荷和电价模型以及光伏发电模型，通过模型测算得到每一时间段的用电负荷情况和光伏发电情况，结合分时电价，计算得到最优的家用电器运行时间，实现对智能家用电器用电柔性负荷的最优调度。

第一方面，本公开提供了一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法。

一种智能家用电器用电柔性负荷优化调度方法，包括：

根据智能家用电器的使用情况和太阳能光伏系统的发电情况，构建智能家用电器运行时间与负荷预测模型和光伏输出功率预测模型；

基于预测模型，获取每一时间段的每一智能家用电器的运行功率和太阳能光伏系统的输出功率；

结合分时电价，构建以电费最低、峰均比最小、用户不满意度最小为目标函数的智能家用电器柔性负荷调度模型；

采用Gurobi优化算法对智能家用电器的运行时间进行优化求解，输出智能家用电器的最优运行时间调度，控制智能家用电器的负载运行时间。

进一步的技术方案，构建智能家用电器柔性负荷调度模型，包括：

确定所有智能家用电器在每一时间段的总用电需求，以及每一时间段的太阳能光伏发电的生成电量，结合每一时间段的电价，构建分时电价适应度函数；

基于分时电价适应度函数，构建以电费最低、峰均比最小、用户不满意度最小为目标函数的智能家用电器柔性负荷调度模型。

进一步的技术方案，所述目标函数包括电费最低、峰均比最小、用户不满意度最小，其中，

电费最低，公式为：

s.t.α_i≤t_i≤β_i-l_i