本文關(guān)鍵詞：計及戶用分布式光伏電站的智能家庭能效管理系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為智能電網(wǎng)的重要領(lǐng)域,分布式光伏發(fā)電具有清潔高效、布局分散靈活、能對電網(wǎng)起到削峰填谷的作用等優(yōu)點,對在全社會范圍內(nèi)推動節(jié)能減排、優(yōu)化大電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,受到政府大力的推廣和社會廣泛的關(guān)注。受政策的刺激和社會需求的推動,戶用分布式光伏發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用得到快速發(fā)展。因此,如何結(jié)合分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)使家庭用電更安全高效、智能合理,提高家庭能效效益,縮短分布式光伏系統(tǒng)成本回收周期等問題成了該領(lǐng)域的研究熱點。本文圍繞在居民屋頂安裝分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的場景進行研究。首先,介紹了戶用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并設(shè)計帶有光伏電站的家庭能效管理系統(tǒng)模型,實現(xiàn)對光伏系統(tǒng)和家庭負載的用電優(yōu)化。針對推廣分布式光伏發(fā)電的經(jīng)濟性問題展開分析,根據(jù)各地安裝戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的補貼政策和光伏發(fā)電收益,給出計算系統(tǒng)成本回收周期的方法。其次,開發(fā)了計及戶用光伏電站的智能家居軟硬件平臺,實現(xiàn)光伏發(fā)電量的高效利用和家庭能效優(yōu)化管理。系統(tǒng)平臺包括用電信息采集模塊、信號傳輸模塊、上位機和移動端應(yīng)用�；贑S5463芯片開發(fā)了電氣信息采集模塊,測量采集負載的電能信息和光伏系統(tǒng)出力數(shù)據(jù);基于CC2530芯片開發(fā)了無線傳輸模塊,建立了能實時傳輸信息的家庭無線網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)用電信息、控制信號的雙向傳輸;采用MFC開發(fā)了上位機系統(tǒng)作為通訊中樞、數(shù)據(jù)存儲和控制中心,存儲負載用電信息數(shù)據(jù)并進行優(yōu)化;基于Socket通訊協(xié)議發(fā)開手機端應(yīng)用,實現(xiàn)對家庭用電的遠程監(jiān)控。再次,分別從家庭用電效益最大化和上網(wǎng)電量對電網(wǎng)影響最小化的角度,根據(jù)光伏出力數(shù)據(jù)、用電負載運行特性和分時電價建立家庭用電數(shù)學模型,得出家庭能效管理的優(yōu)化目標。采用遺傳算法進行快速求解,針對數(shù)學模型的特點對遺傳算法進行改進,使遺傳算法更合適論文建立的模型,求解速度更快且不宜陷入局部最優(yōu)解,。最后,給出具體算例并進行仿真計算,用窮舉法得出家庭最優(yōu)用電調(diào)度方案,用遺傳算法求解的結(jié)果對比驗證算法穩(wěn)定性、快速性和精確性。論文提出的家庭能效管理系統(tǒng)能高效利用戶用光伏電站并對家庭能效進行優(yōu)化管理,使家庭用電效益最大化,為分布式光伏發(fā)電在家居用戶中的推廣提供重要的參考。
【關(guān)鍵詞】：分布式光伏 智能家居 能效管理 遺傳算法
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景及意義12-15
• 1.1.1 發(fā)展分布式新能源的必要性12-14
• 1.1.2 微電網(wǎng)的發(fā)展14-15
• 1.2 分布式光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 各國分布式光伏發(fā)電的發(fā)展歷程15-18
• 1.2.2 戶用分布式光伏發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)框架18-20
• 1.2.3 家庭能效管理的發(fā)展現(xiàn)狀20-22
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容22-24
• 第二章 計及光伏發(fā)電的能效管理模型研究24-31
• 2.1 系統(tǒng)模型框架24-26
• 2.2 戶用光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析26-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 能效管理系統(tǒng)設(shè)計31-52
• 3.1 用電信息采集模塊31-35
• 3.1.1 供電電源的設(shè)計32-33
• 3.1.2 電壓、電流檢測電路的設(shè)計33-34
• 3.1.3 電能計量芯片及外圍電路的設(shè)計34
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理單片機的電路設(shè)計34-35
• 3.2 無線傳輸模塊35-41
• 3.2.1 ZigBee技術(shù)及家庭無線通訊網(wǎng)絡(luò)36-38
• 3.2.2 無線傳輸模塊的硬件電路設(shè)計38-41
• 3.3 上位機41-46
• 3.3.1 MFC技術(shù)在家庭能效管理系統(tǒng)中的應(yīng)用41
• 3.3.2 上位機各功能的實現(xiàn)41-46
• 3.4 手機終端46-51
• 3.4.1 Socket通信協(xié)議46-48
• 3.4.2 手機終端界面和數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 家庭能量管理數(shù)學模型和優(yōu)化算法52-64
• 4.1 家庭能效管理數(shù)學模型52-56
• 4.1.1 模型介紹52-53
• 4.1.2 分時電價53-54
• 4.1.3 用電負載分類54-56
• 4.2 能效管理目標函數(shù)56-60
• 4.2.1 基于凈現(xiàn)值的目標函數(shù)57-59
• 4.2.2 基于上網(wǎng)電量的目標函數(shù)59-60
• 4.3 基于遺傳算法求解60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 算例仿真64-76
• 5.1 基于凈現(xiàn)值的仿真分析65-72
• 5.2 基于上網(wǎng)電量的仿真分析72-73
• 5.3 采用遺傳算法的仿真分析73-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-79
• 6.1 本文工作總結(jié)76-77
• 6.2 工作展望77-79
• 參考文獻79-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄及成果85-87

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