【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及住宅电力需求侧管理领域，具体是指一种基于住宅能源负荷需求的响应优化策略。
技术介绍
1、随着能源互联网的快速发展，智能电网越来越需要终端用户积极参与电力系统运营和电力市场。住宅用电由于其在总用电量的高额占比，成为了智能电网中不可忽视的重要组成部分。在这种情况下，住宅能源管理变得非常重要，住宅能源管理需要通过适当的电器调度优化家庭电能消费，最终通过电力系统运营商启动的需求响应计划实现用户主动参与电能调节。
2、本文侧重于通过需求响应策略实现住宅的能量调度，不过需求响应计划的应用可能会给用户带来额外的金钱支出，或者产生其他不良影响，这可能导致需求响应计划的推广失败。为了避免此类问题，电力系统运营商已经补充实施了定价机制，其中应用最多的两种是基于利益关系的惩罚机制和峰值负荷定价。
3、然而，由于基于惩罚机制的方案不可避免地使电费定价过高，可能会阻碍用户自愿采用这些机制。故一些人研究了其他替代方案，如修改住宅能量管理方案以纳入需求响应计划，而不假设用户承担额外的经济支出，这被称为基于决策变量的需求响应策略，主要包括修改住宅内电能的调度任务以达到需求响应策略实施的前提。paterakis等人对电力需求施加了简单的限制，允许用户过度消费，但会受到惩罚。综上所述，需求响应策略的有效性是决定是否能成功推广的关键。然而，现有文献中基于决策变量的需求响应策略很少得到研究；而且会造成一些特殊问题，如负载同步现象，即多个用户同时响应负荷转移策略，造成了其他时间段的用电高峰。大多数现有文献的重点是减少峰值需求或提高峰
技术实现思路
1、本专利技术的目的是通过提出一种新的住宅能源管理模型来用于需求响应计划的有效实施，该模型包含三种新的需求响应策略。具体步骤如下：
2、步骤1：提出了三种新的需求响应策略，将其纳入产消者住宅的能源管理框架中。
3、与传统的基于定价的方案不同，所提出的方案基于决策变量实现，且该方法侧重于解决特定问题，如上述负载同步现象。以下简要描述三种新策略：
4、1)提出了一种新的削峰策略，与其他类似方法不同，该策略使用线性公式表达，因此更容易通过标准化的软件实现。
5、2)提出了一种负载分配需求响应策略，并且利用该策略解决负载同步问题。
6、3)提出了一种新的响应策略机制，该机制将负载需求考虑纳入了需求响应策略中。
7、步骤2：提出了本文模型的优化目标函数和网络模型本文目标函数旨在最小化能源成本，并且在函数中加入了一些用于达到需求响应目标的惩罚因子。假设本研究中已知所需的预测参数种类，因为这些内容超出了本文讨论范围。并且提出了本文产消者环境下的各类设备能源建模
8、步骤3：提出了一种需求响应策略评价指标体系在上述文章中，没有明确的指标来比较不同种类的需求响应策略的有效性。在这方面，本文提出了一种新的指标来衡量需求响应策略的有效性。这样，可以比较不同的需求响应策略，并评估其有效性。本专利技术的有益成果是：提出了一个新型的住宅能源管理模型，其中包括三个新的需求响应策略，重点在于削峰和电能需求平坦化。与其他基于电价的传统需求响应计划不同，本文提出的需求响应策略被直接纳入住宅能源管理模型的数学公式中。因此，应根据决策变量将其归类为哪一种需求响应策略。这一特点会导致居民的电费直接受到需求响应计划的影响。此外，还引入了一种新的比较指标，旨在评估需求响应效果与电费之间的平衡。
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1.考虑需求响应的新型住宅能源管理框架，其特征在于，所述方法包括：提出了用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略、提出了一种需求响应策略评价指标体系。
2.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了本文所应用的需求响应策略。本文主要提出住宅能源管理模型中实施的新型需求响应策略。与直接影响金钱支出的传统机制不同，本文提出的策略作为约束条件被纳入能源管理优化模型，这样用户的经济性不会受到直接影响，而需求响应目标仍然可以实现。
3.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了本文模型的优化目标函数和网络模型。本文目标函数旨在最小化能源成本，并且在函数中加入了一些用于达到需求响应目标的惩罚因子。
4.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了光伏阵列输出瞬时功率建模。在本文中，提出了一种通过给定温度和太阳辐射值下的计算光伏阵列瞬时功率模型，如下式所示：
5.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其
6.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了住户电动汽车建模。本节提出的数学模型将电动汽车视为由电池形成的存储系统，其模型与电池组一致，但二者之间的主要区别在于车辆只能在当其停放在家中时参与电能调度。本模型假设到达和离开时间是可以基于居民的日常生活规律提前得知的。因此，考虑车辆可用时间的有限性约束，如下式所示：
7.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了住宅中可控电器建模。本节对传统的可控电器设备模型进行了修改，可控的电器设备需在设定的时间段内运行，以提高占空比，如下式所示：
8.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了住宅暖通空调建模。可视为一种恒温可控设备，住宅的热惯性可以用微分方程建模。然而，这种模型可以在一些合理的假设下线性化。本文使用模型将室内温度视为一个变量，建模为包括温度和HVAC系统在冷却/热模式下的功耗的函数，如下所示：
9.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了住宅能量平衡模型。在本文提出的模型中，家庭电能需求必须随时由住宅发电资源或本地电网完全覆盖：
10.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了需求响应策略的评价指标。为了比较不同的需求响应策略及其对住户的影响，有必要使用评价指标。而在高峰时段需求曲线的变化是最有效反映调峰效应的，该指标如下所示：
...【技术特征摘要】
1.考虑需求响应的新型住宅能源管理框架，其特征在于，所述方法包括：提出了用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略、提出了一种需求响应策略评价指标体系。
2.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了本文所应用的需求响应策略。本文主要提出住宅能源管理模型中实施的新型需求响应策略。与直接影响金钱支出的传统机制不同，本文提出的策略作为约束条件被纳入能源管理优化模型，这样用户的经济性不会受到直接影响，而需求响应目标仍然可以实现。
3.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了本文模型的优化目标函数和网络模型。本文目标函数旨在最小化能源成本，并且在函数中加入了一些用于达到需求响应目标的惩罚因子。
4.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了光伏阵列输出瞬时功率建模。在本文中，提出了一种通过给定温度和太阳辐射值下的计算光伏阵列瞬时功率模型，如下式所示：
5.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了电池组建模。本文提出的电池组可以吸收或者输送的瞬时功率由其标称总容量和能量与功率之比确定上限，如下式：
6.根据权利要求1所述的用于住宅能源负荷管理的三种新的需求响应策略，其特征在于，提出了住户电动汽车建模。本节提出...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金锋，于广亮，单禹钦，任正某，孙毅，姜炎君，郑楠，赵彬，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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