在迅速發(fā)展的通信技術(shù)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的背景下,結(jié)合多種信息交互方式和人工智能技術(shù)可為提高家庭能量管理的智能化程度提供新的思路。提出一種結(jié)合實時信息交互的家庭能量管理智能優(yōu)化策略。首先,給出了以用戶用能費用為基礎(chǔ)的馬爾科夫決策過程模型,采用動態(tài)規(guī)劃方法求解模型,重點在家庭用電設(shè)備調(diào)度過程中考慮實時電價信息和用戶的隨機行為等不確定因素的影響;在此基礎(chǔ)上,結(jié)合事件觸發(fā)機制有效提高家庭能量管理系統(tǒng)的運行效率,進而給出從家庭能量管理控制中心到用電設(shè)備的智能優(yōu)化調(diào)度方法;最后,通過仿真算例證實了所提方法的有效性,結(jié)果表明其能在減少用戶用電費用的同時給出滿足用戶用電需求的優(yōu)化用電策略。 

【文章來源】：電力自動化設(shè)備. 2020,40(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

家庭能量管理系統(tǒng)框圖

本節(jié)給出并分析了家庭能量管理系統(tǒng)的調(diào)度策略與調(diào)度結(jié)果。圖2為系統(tǒng)在某時刻的回報函數(shù)值�？梢钥闯�，整體的狀態(tài)轉(zhuǎn)移傾向于往用能費用較小的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移，符合目標特征趨勢。優(yōu)化策略表示設(shè)備的組合編號，將全部設(shè)備進行排列組合并按順序編號后得到策略組合1—256。由此可得到設(shè)備的最優(yōu)策略曲線如圖3所示。由圖3可看出，在晚間負荷高峰期（18:00—21:00），會頻繁觸發(fā)控制機制進行調(diào)度策略的調(diào)整。在白天尤其是中午時段（11:00—13:00），當光伏電量充足時，由于采取優(yōu)先消納光伏出力應(yīng)對負荷用電的方式，因此較少地調(diào)整調(diào)度策略，由此減少了控制機制的觸發(fā)次數(shù)，提高了優(yōu)化調(diào)度的效率。在無負荷需要控制且電價較低的時段（00:00—04:00和22:00—24:00）進行電動汽車充電。需要說明的是，由于電動汽車的儲能特性需要結(jié)合用戶的用電行為進行分析，且需要在電動汽車在家的情況下進行充電，因此本文暫未考慮電動汽車的儲能特性。當負荷波動較小時，對負荷的調(diào)度著重于向費用低的狀態(tài)即用戶費用降低的方向轉(zhuǎn)移。

由此可得到設(shè)備的最優(yōu)策略曲線如圖3所示。由圖3可看出，在晚間負荷高峰期（18:00—21:00），會頻繁觸發(fā)控制機制進行調(diào)度策略的調(diào)整。在白天尤其是中午時段（11:00—13:00），當光伏電量充足時，由于采取優(yōu)先消納光伏出力應(yīng)對負荷用電的方式，因此較少地調(diào)整調(diào)度策略，由此減少了控制機制的觸發(fā)次數(shù)，提高了優(yōu)化調(diào)度的效率。在無負荷需要控制且電價較低的時段（00:00—04:00和22:00—24:00）進行電動汽車充電。需要說明的是，由于電動汽車的儲能特性需要結(jié)合用戶的用電行為進行分析，且需要在電動汽車在家的情況下進行充電，因此本文暫未考慮電動汽車的儲能特性。當負荷波動較小時，對負荷的調(diào)度著重于向費用低的狀態(tài)即用戶費用降低的方向轉(zhuǎn)移。在給出設(shè)備的調(diào)度策略后，結(jié)合實時信息控制系統(tǒng)給出當前的設(shè)備狀態(tài)量，由系統(tǒng)控制中心輸出調(diào)度策略。表1給出了用戶某日20:30時的控制過程。對于未連接的設(shè)備（如電水壺、增濕器）而言，不對其進行控制，若用戶在此時啟動這些設(shè)備，會直接改變設(shè)備的連接狀態(tài)，將其加入調(diào)度計劃中。對于已連接的設(shè)備而言，由動作集合和狀態(tài)集合共同決定其運行狀態(tài)。表1中狀態(tài)集合的取值0—3表征了設(shè)備的狀態(tài)，取值為0表示計劃外設(shè)備，取值為1表示運行中設(shè)備，取值為2表示可控設(shè)備，取值為3表示設(shè)備可延。

【參考文獻】：
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