PDF《居民用户智能用电建模及优化仿真分析》

居民用户智能用电建模及优化仿真分析 杨永标1 ,颜庆国2 ,王冬1 ,杨斌2 ,高辉3 ( 1.

南瑞集团公司( 国网电力科学研究院) ,江苏省南京市

2 1

1 1

0 6;

2. 国网江苏省电力公司,江苏省南京市

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0 0

2 4;

3. 南京邮电大学自动化学院,江苏省南京市

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0 0

2 3 ) 摘要:随着居民用户智能家电普及率的不断提高, 实现智能用电优化已成为电力需求侧管理的重 要研究内容.通过对居民用户智能家电的用电起始时间、 用电时长、 用电时段数的设计, 并结合智 能家电的用电特征及电价机制, 给出了一种以用电费用最小为目标的智能用电优化方法.该方法 同时考虑了用电起始时间、 结束时间和允许的最大中断次数等约束条件.通过算例中电价机制及 智能家电约束对用电安排影响的仿真分析, 验证了该方法可有效减少用电费用及降低居民用户用 电负荷峰值;

同时探讨了在实时电价机制及更灵活的家电中断 约束下, 智能用电优化效果更为 显著. 关键词:居民用户;

智能用电;

智能家电;

电价机制;

用电安排 收稿日期:

2 0

1 5 -

0 9 -

2 4;

修回日期:

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1 5 -

1 0 -

1 5. 国家电网公司科技项目( S G T YHT /

1 4 - J S -

1 8

8 ) .

0 引言 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高, 居民用户大功率家电( 如空调、 电热水器等) 在数量 和容量上都在逐年增加, 成为形成电网高峰负荷乃 至尖峰负荷的重要原因, 给电网安全运行带来了挑 战.同时, 随着居民用户家电智能化程度的不断提 高[ 1] , 通过先进的通信及控制技术, 使得居民用户与 电网实时互动成为可能.通过对居民用户智能家电 的合理安排和优化运行, 可以有效减少用电费用, 降 低居民用户用电负荷峰值[ 2] , 有望成为电力需求侧 管理的重要发展方向. 居民用户智能用电优化的主要目标是在保障居 民用户的舒适性前提下, 降低居民用户的电力消费 成本[ 3] .这一目标的实现, 是以智能家电、 智能电表、 智能交互终端、 智能插座、 智能控制等硬件装置 和用电消费任务管理等软件系统为基础 的[

4 ] .目前, 针对居民用户的用电消费任务管理问题, 已有许 多专家开展了相关研究.文献[ 5] 提出了一种居民 用电优化管理系统的架构, 并给出了居民用电交互 作用流程;

文献[ 6] 研究了居民用户绿色能源问题, 提出了基于居民用户用电负荷能效对比的绿色能源 用电管理系统;

文献[

7 ] 着眼于居民用户用电信息获 取, 提高居民用户用电负荷的可操作性和居民用户 需求响应3个方面, 提出了一种新的居民用户能源 用电管理系统, 这些工作从居民用户整体出发, 研究 了居民用户用电负荷的管理方法.另外, 有些学者 对用 电负荷之间的协调优化也进行了研究. 文献[

8 ] 基于预先设定的用电负荷优先级别, 提出了协 调用电负荷用电时间的居民用户能源管理算法;

文献[

9 ] 考虑用电成本和用户用电舒适度, 研究了优化 电动汽车和居民用户混成自动电压控制( HAV C) 系统用电的问题;

文献[

1 0] 以减少用电费用和尖峰 用电量为目标, 提出了居民用户能源管理系统的框 架和家电负荷用电时间优化方法. 实现居民用户用电智能优化是居民用户参与电 力需求侧管理的重要前提.一个优秀的智能优化方 案能够调整智能家电的运行时间段, 降低居民用户 用电负荷及费用, 最终对降低电网的负荷峰值、 平稳 电网用电负荷波动作出贡献[