的隨機(jī)負(fù) 荷需求，W及用戶設(shè)定HVAC運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)溫度。
[0034] 在步驟6中，光伏的輸出功率首先滿足基線負(fù)荷。若仍有剩余，將根據(jù)可控負(fù)荷的 優(yōu)先級與延遲約束依次進(jìn)行分配?？煽刎?fù)荷的優(yōu)先級為熱水器，HVAC，電動(dòng)汽車。
[0035] 請參閱圖2,本發(fā)明的微電網(wǎng)系統(tǒng)組成包括光伏發(fā)電單元與用電負(fù)荷等。在本實(shí)施 例的計(jì)算仿真中采用可再生能源發(fā)電與電網(wǎng)供電為主。光伏發(fā)電單元由光伏陣列及光伏逆 變器組成。其中光伏電池的功能是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，逆變器主要是把光伏所發(fā)直流電 變?yōu)榻涣麟?，供?fù)載使用。用電負(fù)荷包括基線負(fù)荷與可控負(fù)荷，圖中重點(diǎn)展示了調(diào)控對象一 可控負(fù)荷HVAC，熱水器與電動(dòng)汽車。圖中W功率控制器為核屯、。測量與建模模塊收集來自 用戶的負(fù)荷需求，光伏發(fā)電的出力數(shù)據(jù)，電網(wǎng)電價(jià)數(shù)據(jù)與可控負(fù)荷的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行建模。功 率控制器在獲取運(yùn)些信息后采用李雅普諾夫優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化，對可控負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控。
[0036] 本發(fā)明家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法通過調(diào)整可控負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)間，使用戶的用電 成本最低，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在優(yōu)化過程中充分體現(xiàn)了電價(jià)對用戶用電習(xí)慣的引導(dǎo)作 用與負(fù)荷的可調(diào)控性，并考慮了用戶的舒適度。采用的李雅普諾夫優(yōu)化方法將復(fù)雜的全局 優(yōu)化問題解禪為每個(gè)時(shí)刻的線性規(guī)劃問題，計(jì)算復(fù)雜度小；不需系統(tǒng)中任何未來的信息，只 需要當(dāng)下時(shí)刻的相關(guān)變量即可進(jìn)行求解，計(jì)算成本低，為家居微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了一 種成本更低、可行性更高的優(yōu)化方法。
[0037] 微電網(wǎng)用戶的用電成本對比如表1 :
[0038]
陽039] 表1 :優(yōu)化前后用電成本對比
[0040] 仿真計(jì)算采用圖1所示的微電網(wǎng)系統(tǒng)。從仿真結(jié)果可W看到：（1)請參閱圖3， 為熱水器優(yōu)化前后的運(yùn)行時(shí)間對比圖，最大的延遲時(shí)間為10分鐘，并不會(huì)影響用戶的舒適 度。（2)請參閱圖4,為電動(dòng)汽車優(yōu)化前后的運(yùn)行時(shí)間對比圖。優(yōu)化后將部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移，避 開了高電價(jià)時(shí)段。最大的延遲時(shí)間為50分鐘，并不影響用戶的正常使用。（4)請參閱圖5， 為HVAC優(yōu)化前后的運(yùn)行時(shí)間對比圖。最大的延遲時(shí)間為30分鐘，將部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移，避開了 高電價(jià)時(shí)段。（5)請參閱圖6,是HVAC優(yōu)化后室內(nèi)溫度與室外溫度的對比圖?？蒞看出，室 內(nèi)溫度變化為19°C到22°C，保證了用戶的舒適度?？芍狧VAC的最終優(yōu)化結(jié)果在降低用電 成本的基礎(chǔ)上仍能基本滿足用戶的溫度需求。
[0041] 因此，采用基于李雅普諾夫優(yōu)化的家居微電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化方法，能通過調(diào)整可控負(fù) 荷的運(yùn)行時(shí)間，使用戶的用電成本最低，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在優(yōu)化過程中充分體現(xiàn)了電 價(jià)對用戶用電習(xí)慣的引導(dǎo)作用與負(fù)荷的可調(diào)控性，并考慮了用戶的舒適度。采用的李雅普 諾夫優(yōu)化方法將復(fù)雜的全局優(yōu)化問題解禪為每個(gè)時(shí)刻的線性規(guī)劃問題，計(jì)算復(fù)雜度小；不 需系統(tǒng)中任何未來的信息，只需要當(dāng)下時(shí)刻的相關(guān)變量即可進(jìn)行求解，計(jì)算成本低，為家居 微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了 一種成本更低、可行性更高的優(yōu)化方法。
[0042] 根據(jù)上述說明書的掲示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可W對上述實(shí)施方 式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面掲示和描述的【具體實(shí)施方式】，對本 發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書 中使用了一些特定的術(shù)語，但運(yùn)些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，它包括如下步驟： (1) 對家居電器進(jìn)行分類； (2) 確定系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)、決策變量與相關(guān)的約束條件，形成原始全局優(yōu)化問題； (3) 針對可控負(fù)荷隊(duì)列，確定李雅普諾夫函數(shù)與李雅普諾夫漂移； (4) 依據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化方法將原始全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為每個(gè)時(shí)刻的子問題； 妨獲取當(dāng)下時(shí)刻的光伏出力，電價(jià)，可控負(fù)荷的相關(guān)數(shù)據(jù)； (6) 將光伏出力按照一定原則在各類負(fù)荷中進(jìn)行預(yù)分配； (7) 對當(dāng)下時(shí)刻的子問題進(jìn)行求解，得到當(dāng)下時(shí)刻的決策變量； (8) 更新時(shí)間到下一時(shí)刻，返回步驟6,直到整個(gè)優(yōu)化時(shí)間區(qū)間結(jié)束。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（1)中，所 述家居電器分為基線負(fù)荷與可控負(fù)荷，所述基線負(fù)荷為需要立即啟動(dòng)且不能中斷的設(shè)備， 所述可控負(fù)荷為不需要立即啟動(dòng)且啟動(dòng)后也可W被隨意中斷的設(shè)備。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，所述基線負(fù)荷包 括照明、電腦、電視、娛樂設(shè)施和冰箱，所述可控負(fù)荷包括HVAC、熱水器與電動(dòng)汽車。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（2)中，所述 系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)為最小化用電成本，所述決策變量為可控負(fù)荷每個(gè)時(shí)刻的功率消耗，所述約 束條件包括可控負(fù)荷的功率約束。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（3)中，所述 可控負(fù)荷隊(duì)列有Ξ個(gè)隊(duì)列，分別為HVAC、熱水器與電動(dòng)汽車， 李雅普諾夫函數(shù)為代表Ξ個(gè)負(fù)荷隊(duì)列的擁擠度，李雅普諾夫漂移定 義為，.為李雅普諾夫函數(shù)值相鄰時(shí)刻變化值的 期望。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟巧）中，所 述可控負(fù)荷的相關(guān)參數(shù)包括可控負(fù)荷的額定功率、每個(gè)時(shí)刻的隨機(jī)負(fù)荷需求W及用戶設(shè)定 HVAC運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)溫度。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟化）中，所述 光伏的輸出功率首先滿足基線負(fù)荷，若仍有剩余，將根據(jù)可控負(fù)荷的優(yōu)先級與延遲約束依 次進(jìn)行分配，可控負(fù)荷的優(yōu)先級依次為熱水器、HVAC、電動(dòng)汽車。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法，它包括如下步驟：(1)對家居電器進(jìn)行分類；(2)確定系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)、決策變量與相關(guān)的約束條件，形成原始全局優(yōu)化問題；(3)針對可控負(fù)荷隊(duì)列，確定李雅普諾夫函數(shù)與李雅普諾夫漂移；(4)依據(jù)李雅普諾夫優(yōu)化方法將原始全局優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為每個(gè)時(shí)刻的子問題；(5)獲取當(dāng)下時(shí)刻的光伏出力，電價(jià)，可控負(fù)荷的相關(guān)數(shù)據(jù)；(6)將光伏出力按照一定原則在各類負(fù)荷中進(jìn)行預(yù)分配；(7)對當(dāng)下時(shí)刻的子問題進(jìn)行求解，得到當(dāng)下時(shí)刻的決策變量；(8)更新時(shí)間到下一時(shí)刻，返回步驟6，直到整個(gè)優(yōu)化時(shí)間區(qū)間結(jié)束。本發(fā)明家居微電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化方法只需要獲取當(dāng)下時(shí)刻微電網(wǎng)系統(tǒng)中的各種狀態(tài)即可得出當(dāng)下時(shí)刻對微電網(wǎng)的調(diào)控決策。
【IPC分類】H02J3/14
【公開號】CN105322550
【申請?zhí)枴緾N201510540027
【發(fā)明人】喻磊, 雷金勇, 許愛東, 郭曉斌, 田兵, 王建邦, 樊瑋, 劉念, 楊蘋, 許志榮, 周少雄
【申請人】南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華北電力大學(xué), 華南理工大學(xué), 廣東智造能源科技研究有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年8月28日