PDF《居民用户智能用电建模及优化仿真分析》

1 1] .为达到这一目的, 需要电力公司根据负荷预测结果和电网运行状况, 发布未来一段时间的电价给用户, 用户根据电价和 自身的用电需求, 优化安排未来一段时间的用电行 为.本文给出了居民用户用电行为和约束的数学描 述, 在实时电价和分时电价的机制下, 提出了居民用 户用电优化方法, 可以有效减少用电费用, 降低居民 用户用电负荷峰值.

1 居民用户智能用电模型 1.

1 智能家电用电特性 一般来讲, 除了必需的生活用电需求, 居民用户 希望在电价低时段使用家电.对于必需的生活用电

6 4 第4 0卷第3期2016年2月1 0日Vol.40N o . 3F e b .

1 0,

2 0

1 6 D O I :

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0 h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 需求, 例如用户想下午下班到家后能有热水洗澡, 那 热水器必须在用户到家之前把水加热到设定的温度 值;

对于非生活必需的用电需求, 例如夜间电价较低 时段, 人们可能会安排电动汽车充电.从这一点考 虑, 对于居民用户智能家电的用电特性, 用户需要设 定每个智能家电的持续用电时长、 希望的用电时段 以及单位小时智能家电的耗电量. 另外, 对于一些智能家电的用电特性, 需要考虑 在用电过程中可以根据实际需求临时中 断用电任 务.例如: 正在充电的电动汽车在电价较高时停止 充电, 待电价降到可接受的程度后继续充电, 这类智 能家电称为可中断负荷.同时, 也存在一些智能家 电在用电任务一旦开始后就不能中断或者是用户不 想其中断, 例如已经开始进入煮饭模式的电饭锅, 无 论电价如何变化都不能中断其煮饭行为, 这类智能 家电称为不可中断负荷. 1.

2 智能用电特性建模 假设每小时分成n 个时间段, 即每个时间段为

6 0 / n m i n , 一天分为

2 4 n 个时间段.例如: 把每小 时分成6个时间段, 则每个时间段为1

0 m i n , 每天 分为1

4 4个时间段, 即时间段s=1, 2, …,

1 4 4.理 论上n 越大, 则每个时间段越短, 模型精度越高, 但 计算量也越大.因此, 实际中n 的数值要综合多种 因素来决定, 如6

0 / n 的选取要能描述智 能家电的 运行 模式.例如: 空调是间歇性用电负荷, 以 运作―中断 为一周期, 因此选取的6

0 / n 应能描述这 一 运作―中断 周期过程, 即 运作―中断 周期的 时长应为6

0 / n 的整数倍.另外, 有些智 能家电的 运行时间是固定的, 不一定是6

0 / n 的整数倍, 因此 实际操作时, 可选用最接近的整数倍值.例如: 定时 限的洗衣机一次工作时长为3 8m i n , 当选取每个时 间段为1 0m i n时, 则算法中洗衣机的总运行时长应 设为4*1 0m i n . 智能家电集合用 A 表示, 对于任一属于 A 的 智能家电a, 其一日内的用电情况可用向量Da 来表 示: Da =[ da,

1 da,

2 … da,

2 4 n ] (

1 ) 式中: da, s为智能家电a 在第s 个时间段的用电量, s=1, 2, …,

2 4 n. 为简单起见, 本文假设智能家电每小时的耗电 量是固定的, 用Ca 表示.那么对于智能家电a, 若 其在第s 个时间段工作, 则有 da, s = Ca n (

2 ) 若其在第s 个时间段不工作, 则有 da, s =0 (

3 ) 对智能家电用电进行优化, 就是在考虑整个居 民用户用电需求的情况下, 优化智能家电a 在所有 时间段的耗电量Da .对于居民用户, 其总用电量需 求为: D =[ D1 D2 … D2