PDF《居民用户智能用电建模及优化仿真分析》

4 n ] (

4 ) 式中: Ds =∑ a∈A da, s, s=1, 2, …,

2 4 n.

2 居民用户智能用电优化方法 居民用户智能用电优化的目的就是在保证完成 用户要求的任务前提下, 通过合理安排智能家电在 可接受的时间范围内运行, 使得居民用户的整体用 电费用最小.其目标函数为: FCO S T =m i n ∑

2 4 n s=1 ( ps( Ds) Ds) (

5 ) 式中: ps 和Ds 为时间段s 的电价和电量. 电价机制可采用目前较为常用的分时电价或实 时定价[

1 2 -

1 3 ] .实际情况下智能家电的运行是由人的 意愿来决定的, 其用电时间有一定范围限制, 即其运 行起始时间和结束时间是有限制的.本文用λ s t a r t和λend分别表示智能家电允许的最早起始和最晚结束 运行时间段, t s t a r t和t e n d分别表示智能家电的实际起 始运行时间段和实际结束运行时间段, N 表示智能 家电完成某一任务所需的总运行时间段数量. 对智能家电a, 其运行约束包含等式约束和不 等式约束. 等式约束: t e n d - t s t a r t +1=N (

6 ) 不等式约束: λ s t a r t ≤t s t a r t (

7 ) λ e n d ≥t e n d (

8 ) t e n d ≥t s t a r t (

9 ) 如图1所示, λ a

1 , s t a r t和λ a

1 , e n d分别为智能家电a1 所允许的最早起始运行时间段和最晚结束运行时间 段, 而实际上智能家电a1 是从t a

1 , s t a r t开始运行的, 在经过 Na

1 = t a

1 , e n d- t a

1 , s t a r t+1个时间段完成任务 后于t a

1 , e n d结束运行. 图1 智能家电用电特性 F i g .

1 P o w e rc h a r a c t e r i s t i c so f s m a r t a p p l i a n c e s

7 4 杨永标, 等 居民用户智能用电建模及优化仿真分析 从图1中可以看出, 智能家电a1 完成任务的过 程中, 没有任何中断发生, 但有些智能家电运行过程 允许中断.例如: 电动汽车充电在电价突然升高时 可以中断工作, 等电价降到合理的范围后再重新投 入工作.如图1中智能家电a3 从时间段t

1 a

1 , s t a r t投 入工作, 经过 N1 a

3 = t

1 a

3 , e n d- t

1 a

3 , s t a r t+1个时间段后 在未完成任务的情况下于时间 段t

1 a

3 , e n d 中断工作. 而后 在t

2 a

3 , s t a r t重新投入工作, 经过N2 a

3 = t

2 a

3 , e n d - t

2 a

3 , s t a r t+1个时间段后于时间段t

2 a

3 , e n d完成任务而结 束运行. 当然, 智能家电工作过程频繁的中断和重启也 是不允许的, 一般对中断的次数有一定的限制.本 文用TD 表示最大允许的中断次数, Td 表示实际的 中断次数, 则考虑智能家电中断时的约束条件如下 所示. 等式约束: ∑ Td +

1 i=1 t i e n d ∑ Td +

1 i=1 t i s t a r t +Td +1=N (

1 0 ) 不等式约束: Td ≤TD (

1 1 ) λ s t a r t ≤t

1 s t a r t (

1 2 ) λ e n d ≥t Td +

1 e n d (

1 3 ) t i e n d ≥t i s t a r t i=1, 2, …, Td +1 (

1 4 ) t i +

1 s t a r t >

t i e n d i=1, 2, …, Td +1 (

1 5 ) 式(

1 2 ) 和式(

1 3 ) 给出了智能家电的用电时间限 制范围, 即用户可接受的用电任务最早起始和最晚 结束时间.对于可中断用电负荷, 允许其在用电时 间限制范围内多次启停.该模型中考虑了用电负荷 的中断次数, 但是完成一项任务时, 用电中断相同的 次数所实际经过的时间可能不同.

3 算例分析 本算例利用某居民用户的用电安排优化来验证 所提出 的方法.一日分为144个时间段, 表示为s=1, 2, …,

1 4 4.智能家电的用电数据, 如最早起始 时间段、 最晚结束时间段、 最大允许中断 次数等如 表1所示. 表1 中, 电动汽车1( E V 1) 充电时间范围为00: