【摘要】：在智能電網(wǎng)飛速發(fā)展的背景下,家庭能量管理系統(tǒng)(Home Energy Manage System,HEMS)作為一種居民用戶進(jìn)行電力需求響應(yīng)必不可少的工具,其研究與發(fā)展對(duì)于未來(lái)我國(guó)電力需求響應(yīng)資源的開(kāi)發(fā)具有重大意義。本論文的研究主要針對(duì)的是HEMS的核心問(wèn)題:調(diào)度模型與算法。論文將HEMS靜態(tài)調(diào)度與動(dòng)態(tài)調(diào)度相結(jié)合,提出了一種基于動(dòng)態(tài)決策實(shí)時(shí)修正的HEMS調(diào)度方案。經(jīng)仿真試驗(yàn),該調(diào)度方案可在滿足用戶需求的前提下節(jié)約家庭用電量并降低用電成本,改善用戶負(fù)荷曲線,配合電網(wǎng)需求響應(yīng),克服了預(yù)測(cè)誤差對(duì)傳統(tǒng)HEMS日前靜態(tài)調(diào)度產(chǎn)生的影響,并在一定程度上彌補(bǔ)了HEMS動(dòng)態(tài)調(diào)度經(jīng)濟(jì)性差的缺點(diǎn)。首先,論文對(duì)國(guó)內(nèi)外HEMS研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,總結(jié)了現(xiàn)有研究取得的成果。闡述了包括需求響應(yīng)技術(shù)在內(nèi)的HEMS相關(guān)技術(shù),對(duì)HEMS的各個(gè)組成部分進(jìn)行了介紹,其中重點(diǎn)是系統(tǒng)調(diào)度模型與算法的分析。分析指出,傳統(tǒng)的HEMS日前靜態(tài)調(diào)度在光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)不精準(zhǔn)以及實(shí)際氣溫與預(yù)報(bào)氣溫不吻合等情況下可能會(huì)做出不合理的能量調(diào)度方案,造成系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性下降,甚至違反用戶設(shè)定;而傳統(tǒng)的HEMS動(dòng)態(tài)調(diào)度則只考慮當(dāng)前調(diào)度時(shí)刻的運(yùn)行狀況,雖然可以滿足調(diào)度時(shí)刻的約束運(yùn)行條件,但各時(shí)刻的調(diào)度之間缺乏協(xié)調(diào)性,整體調(diào)度經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)。而后,論文根據(jù)系統(tǒng)組成建立了智能家電管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),并構(gòu)建了日前靜態(tài)優(yōu)化調(diào)度模型。然后采用改進(jìn)粒子群算法進(jìn)行求解,改進(jìn)粒子群算法通過(guò)引入衰減因子增加粒子的自適應(yīng)性,并采用變加速系數(shù)提高粒子搜索的合理性。仿真算例顯示,改進(jìn)算法所得到的日前調(diào)度計(jì)劃合理地安排了家庭用電,可滿足用戶的需求與設(shè)定,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性能,驗(yàn)證了日前靜態(tài)優(yōu)化調(diào)度模型的合理性,也證實(shí)了所用的改進(jìn)粒子群算法對(duì)模型的適應(yīng)性。進(jìn)一步,在智能家電管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了分布式發(fā)電系統(tǒng)(光伏發(fā)電系統(tǒng))模型以及儲(chǔ)能系統(tǒng)(蓄電池)模型,構(gòu)成了HEMS基本結(jié)構(gòu)。通過(guò)改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法得到合理、經(jīng)濟(jì)的日前靜態(tài)調(diào)度計(jì)劃。構(gòu)建光伏出力及氣溫等環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)模型,用現(xiàn)有時(shí)段數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)估下一時(shí)段數(shù)據(jù)。而后,建立環(huán)境判別和決策機(jī)制,根據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和日前靜態(tài)調(diào)度制定的計(jì)劃進(jìn)行判別,動(dòng)態(tài)修正原計(jì)劃,做出最佳調(diào)度決策。經(jīng)算例試驗(yàn)仿真,該調(diào)度方案可在日前光伏發(fā)電功率、氣溫等數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確的情況下,對(duì)實(shí)際決策進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,既能最大程度保持日前靜態(tài)調(diào)度在整體規(guī)劃上的經(jīng)濟(jì)性,又能在各個(gè)調(diào)度時(shí)刻保證系統(tǒng)不違反用戶設(shè)定。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM76;TM73

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本文編號(hào)：2773461