一种家庭用户智能用电模式调度方法技术

本发明专利技术涉及一种家庭用户智能用电模式调度方法，所述方法包括：构建家庭用户负荷的分类模型；构建用户对家电的满意度模型；构建用户用电量花费模型；构建用户的总体平均满意度模型；构建智能用电调度总体模型；通过CPLEX求解建立的模型，得到最适合家庭用户智能用电模式的调度方案。本发明专利技术通过对家庭用户负荷进行详细的分类，能够更为合理、高效的调度负荷；运用实时电价机制对用户进行需求响应，在考虑光伏发电的基础上，综合考虑用户关心的电量花费和满意度的问题，提高了用户的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用电调度领域，具体涉及一种家庭用户智能用电模式调度方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，全球的环境日益恶化、气候变暖，电力用户对电能的要求不断提高，加之用电负荷越来越多，峰谷差逐渐增大，如何实现节能减排、削峰填谷是当下关注的焦点，也是传统电力网络面对的严峻挑战。为了解决这一系列问题，世界各国致力于建设可靠、安全、经济、高效和环境友好的智能电网。我国对于智能电网的发展相当重视，国家电网公司在“2009年特高压输电技术国际会议”上提出了坚强智能电网，并对其作出了具体的未来规划。智能用电作为建设坚强智能电网的重要支柱，受到了广泛的重视和关注。通过从传统的需求侧管理向需求侧响应的转变，实现电网和用户的双向信息互动，进一步优化电力负荷的用电模式，达到供电侧和需求侧的电力平衡的目的。为了更好地建设可持续发展、环境友好型社会，国家对分布式能源系统进行广泛的推广和应用。鉴于太阳能不受地域限制，可以直接利用，属于清洁能源之一，不会对环境造成污染等诸多优点，成为了人们能源供应的焦点，越来越多的电力用户利用光伏发电系统，而且国家对于光伏发电的支持力度不断增大，建立了相应的补贴政策，提高了用户使用光伏发电的积极性。目前的用电模式调度方法较少对用户负荷进行详细的分类，不能够合理、高效的调度负荷；较少运用实时电价机制对用户进行需求响应，无法调动用户参与智能用电的积极性。在科学技术迅猛发展的今天，智能家居作为新兴产业为家庭用户带来了更多的便利，而且伴随着智能插座、掌上电力app等一些配套措施的提出和不断完善，得到了广泛家庭用户的认可，并对其进行了日常生活的应用，从而如何合理的对智能家居的用电进行调度成为了家庭用户关注的问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种家庭用户智能用电模式调度方法，针对家庭用户的用电负荷进行了详细的分类，考虑用户对各类负荷的满意度，在考虑光伏发电系统的基础上，运用实时电价机制让用户参与需求响应，基于双层规划理论建立智能用电调度模型。实现上述目的所采用的解决方案为：一种家庭用户智能用电模式调度方法，所述方法包括：(1)构建家庭用户负荷的分类模型；(2)构建用户对家电的满意度模型；(3)构建用户用电量花费模型；(4)构建用户的总体平均满意度模型；(5)构建智能用电调度总体模型；(6)通过CPLEX求解建立的模型，得到最适合家庭用户智能用电模式的调度方案。优选的，所述步骤(1)中，所述构建家庭用户负荷的分类模型，包括：对未来一天的每小时进行等时段的划分，建立负荷运行的开始到结束时段区间、各时段的用电量和每次运行时间的数学表达方式，在此基础上对负荷的用电特性进行分析。优选的，所述构建用户对家电的满意度模型，包括：对不同种类负荷的特性分析，确定用户对各类负荷的满意度衡量标准。优选的，所述构建用户用电量花费模型，包括：用智能算法进行实时电价的预测，考虑家庭用户的可调度负荷、不可调度负荷和光伏发电和用户买电和卖电的情况，运用实时电价确定用户的电量总花费。优选的，所述构建用户的总体平均满意度模型，包括：计算各类负荷的平均满意度，并对各类负荷进行加权求和再平均。优选的，所述构建智能用电调度总体模型，包括：利用双层规划理论，对已经研究的用户用电量花费和总体平均满意度进行双层规划，确定上层规划的目标函数和约束条件、下层规划的目标函数和约束条件。优选的，所述分类模型包括：不可中断用电器模型、离散型功率稳定用电器模型和连续型功率变化用电器模型。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过对家庭用户负荷进行详细的分类，能够更为合理、高效的调度负荷；运用实时电价机制对用户进行需求响应，在考虑光伏发电的基础上，综合考虑用户关心的电量花费和满意度的问题，提高了用户的经济效益，调动了用户参与智能用电的积极性，从而进一步优化负荷曲线，减小系统调峰压力。附图说明图1为家庭用户智能用电模式调度方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。1、建立家庭用户负荷的分类模型假设A是家庭用户负荷的集合，每个用电器a∈A，我们对用户负荷未来一天24小时的用电模式进行调度研究，由于有的用电器运行时段不是以小时为单位，所以每个时段并不是用1个小时来定义，而是把每个小时进行更细致的划分成相等的时段σ，定义为每小时的时段数量，总时段数D＝24*d。定义电能消耗向量表示用电器a在第l个时段的电能消耗量，调度时段为D个，用αa,βa分别表示用电器a参与调度的开始和结束时段,tna表示用电器a的每次运行时间，分别为用电器a的最大运行功率、最小运行功率和额定功率。对于家庭用户负荷，其中一部分是不参与调度的，把这类负荷定义为不可调度负荷。在此只是对可以参与调度的负荷进行分类，将其分为三类：不可中断用电器、离散型功率稳定用电器和连续型功率变化用电器，以下对这些负荷进行逐一介绍：(1)不可中断用电器在家庭用电器中，一般类型的负荷在运行过程中是可以根据用户在日常生活中的实际用电情况选择是中断还是继续运行，但是有一部分用电器是不能选择的，一旦处于运行状态就不能中断，否则会影响其工作，这类负荷定义为不可中断用电器，用AU来表示。假设a∈AU是不可中断用电器，δa表示其运行需要持续的时段，它在的功率下运行，并引入0-1变量和且和表示的均是动作量。当该类负荷从停止运行状态变为开始运行状态时，其停止运行状态的最后时段当处于其它的动作时而当该类负荷从运行状态变为停止运行状态时，其运行状态的最后时段处于其它动作时因此，得出以下公式：Σl=αa-1βa-δaonal=1]]>onal=0,∀l∈D\\[αa-1,...,βa-δa],∀a∈AU,∀l∈[αa,βa]---(1)]]>δa＝tna*d对于不可中断用电器，其消耗电量与下面引入的0‐1变量有关。在此再一次引入0‐1变量且表示的是状态量。当该类负荷处于运行状态时，处于停止运行状态时，对于以上引入的三类0‐1变量，其约束条件为：sal-sal-1=onal-1-offal-1onal+offal≤1,&ForAll本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家庭用户智能用电模式调度方法，其特征在于，所述方法包括：(1)构建家庭用户负荷的分类模型；(2)构建用户对家电的满意度模型；(3)构建用户用电量花费模型；(4)构建用户的总体平均满意度模型；(5)构建智能用电调度总体模型；(6)通过CPLEX求解建立的模型，得到最适合家庭用户智能用电模式的调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种家庭用户智能用电模式调度方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)构建家庭用户负荷的分类模型；
(2)构建用户对家电的满意度模型；
(3)构建用户用电量花费模型；
(4)构建用户的总体平均满意度模型；
(5)构建智能用电调度总体模型；
(6)通过CPLEX求解建立的模型，得到最适合家庭用户智能用电模式的
调度方案。
2.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述
构建家庭用户负荷的分类模型，包括：对未来一天的每小时进行等时段的划分，
建立负荷运行的开始到结束时段区间、各时段的用电量和每次运行时间的数学
表达方式，分析负荷的用电特性。
3.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述
构建用户对家电的满意度模型，包括：分析不同种类负荷的特性，确定用户对
各类负荷的满意度衡量标准。
4.如权利要求1所述的调度方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：智勇，张亚楠，艾欣，田世明，胡殿刚，拜润卿，戴亮，马彦宏，韩旭杉，何欣，梁琛，李韶瑜，赵红，王永年，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国家电网公司，华北电力大学，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62