【技术实现步骤摘要】
本申请涉及家庭能量管理，尤其涉及一种家庭能量管理系统的经济调度方法及相关装置。
技术介绍
1、人口增长与社会发展导致了能源消耗的快速增长，这也给社会带来了许多问题，如全球变暖和能源危机。在所有能源消耗类型中，家庭能源消耗是一个重要组成部分。为了优化家庭能源结构，降低能源消耗，实现节能减排的目的，屋顶光伏、热泵、电动汽车和电池等能量转换设备得到了广泛应用。随着分布式光伏和电动汽车数量的快速增长，家庭能源系统管理（home energy system, hems）已成为智能电网中实现需求侧能量管理最重要的方式。hems可根据实时电价、光伏出力、用户偏好和设备特性制定合理的需求响应决策，实现家庭设备的智能经济低碳调度。
2、现有技术方案大多首先构建包含供能设备、能量转换设备以及负荷等的家庭能量系统架构，然后在考虑系统不确定性的条件下完成家庭能量系统的经济调度，以实现系统运行成本最低的目标。
3、然而，现有技术方案大多只考虑单类型负荷的经济调度，但在实际运行过程中，家庭能量系统通常会包含多种类型负荷，如可调度负荷和不可调度负荷，这些负荷各具特性。且在进行家庭能量管理系统的经济性调度时，容易忽略用户的舒适度感受，不够合理。进一步地，为了应对光伏出力的随机性和不确定性，现有技术通常采用随机规划和鲁棒优化的方法来求解家庭能量管理系统的运行优化问题，这些方法通常求解效率较低，复杂度较高。
技术实现思路
1、本申请提供了一种家庭能量管理系统的经济调度方法及相关装置，用于解决现
2、有鉴于此，本申请第一方面提供了一种能量管理系统的经济调度方法，所述方法包括：
3、应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧包括：家用光伏发电系统、储能、电动汽车电池以及电网，所述需求侧由不可调度负荷、可中断负荷以及不可中断负荷的家庭用电设备构成；
4、方法包括：
5、设置对温控负荷进行经济调度时，室内温度的控制范围；
6、基于室内温度建立温控负荷运行过程的热动力模型用以描述温度变化过程，从而得到家庭能量系统的经济调度问题；
7、将所述家庭能量系统的经济调度问题建模成马尔可夫决策过程所述马尔可夫决策过程包括：状态集、动作集、奖励函数以及状态转移函数，其中，所述状态集包括：光伏出力、各类型负荷需求信息、储能状态、电动汽车电池状态以及温控负荷状态参数；所述动作集包括：所述可中断负荷及所述不可中断负荷的调度指令变量、温控负荷的调度指令变量、储能控制变量以及电动汽车电池控制变量；
8、采用ddpg算法来训练智能体，并通过训练得到的智能体对马尔可夫决策过程进行求解，从而完成对电压的控制。
9、可选地，所述热动力模型的表达式为：
10、；
11、；
12、式中，为室外温度；c为等效热电容；r为等效热电阻；为温控负荷的额定运行功率；为温控负荷在整个所述控制范围的运行状态，温控负荷开为1，温控负荷关为0；和为温控负荷运行间隔的开始和结束时间；为温控负荷工作时间；为室内温度，为运行时间间隔。
13、可选地，所述奖励函数设置为：
14、；
15、式中，和分别为经济成本和舒适度指标，为成本系数；
16、所述状态转移函数，用于描述当动作执行后，智能体从当前状态转移到下一状态的过程。
17、可选地，所述采用ddpg算法来训练智能体，具体包括：
18、设置训练总回合数n和探索阶段回合数m；
19、当每个回合开始，智能体从配电网模型中获取当前时刻的状态，并选择相应的动作反馈给配电网模型，配电网模型执行动作后根据所述奖励函数计算对应的奖励值，并转移值下个状态，将存入经验池供智能体训练，依次往复，直至训练回合结束，得到最终的智能体；
20、其中，动作的选择过程包括：若当前回合数小于探索阶段的回合数，则动作随机生成，若当前回合数大于探索阶段的回合数，则动作将基于智能体的策略网络生成。
21、本申请第二方面提供一种家庭能量管理系统的经济调度系统，应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧包括：家用光伏发电系统、储能、电动汽车电池以及电网，所述需求侧由不可调度负荷、可中断负荷以及不可中断负荷的家庭用电设备构成；
22、所述系统包括：
23、设置单元，用于设置对温控负荷进行经济调度时，室内温度的控制范围；
24、第一构建单元，用于基于室内温度建立温控负荷运行过程的热动力模型用以描述温度变化过程，从而得到家庭能量系统的经济调度问题；
25、第二构建单元，用于将所述家庭能量系统的经济调度问题建模成马尔可夫决策过程，所述马尔可夫决策过程包括：状态集、动作集、奖励函数以及状态转移函数，其中，所述状态集包括：光伏出力、各类型负荷需求信息、储能状态、电动汽车电池状态以及温控负荷状态参数；所述动作集包括：所述可中断负荷及所述不可中断负荷的调度指令变量、温控负荷的调度指令变量、储能控制变量以及电动汽车电池控制变量；
26、控制单元，用于采用ddpg算法来训练智能体，并通过训练得到的智能体对马尔可夫决策过程进行求解，从而完成对电压的控制。
27、可选地，所述热动力模型的表达式为：
28、；
29、；
30、式中，为室外温度；c为等效热电容；r为等效热电阻；为温控负荷的额定运行功率；为温控负荷在整个所述控制范围的运行状态，温控负荷开为1，温控负荷关为0；和为温控负荷运行间隔的开始和结束时间；为温控负荷工作时间；为室内温度，为运行时间间隔。
31、可选地，所述奖励函数设置为：
32、；
33、式中，和分别为经济成本和舒适度指标，为成本系数；
34、所述状态转移函数，用于描述当动作执行后，智能体从当前状态转移到下一状态的过程。
35、可选地，所述采用ddpg算法来训练智能体，具体包括：
36、设置训练总回合数n和探索阶段回合数m；
37、当每个回合开始，智能体从配电网模型中获取当前时刻的状态，并选择相应的动作反馈给配电网模型，配电网模型执行动作后根据所述奖励函数计算对应的奖励值，并转移值下个状态，将存入经验池供智能体训练，依次往复，直至训练回合结束，得到最终的智能体；
38、其中，动作的选择过程包括：若当前回合数小于探索阶段的回合数，则动作随机生成，若当前回合数大于探索阶段的回合数，则动作将基于智能体的策略网络生成。
39、本申请第三方面提供一种家庭能量管理系统的经济调度设备，所述设备包括处理器以及存储器：
40、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧包括：家用光伏发电系统、储能、电动汽车电池以及电网，所述需求侧由不可调度负荷、可中断负荷以及不可中断负荷的家庭用电设备构成；
2.根据权利要求1所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述热动力模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述奖励函数设置为：
4.根据权利要求3所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述采用DDPG算法来训练智能体，具体包括：
5.一种家庭能量管理系统的经济调度系统，其特征在于，应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧包括：家用光伏发电系统、储能、电动汽车电池以及电网，所述需求侧由不可调度负荷、可中断负荷以及不可中断负荷的家庭用电设备构成；
6.根据权利要求5所述的家庭能量管理系统的经济调度系统，其特征在于，所述热动力模型的表达式为：
7.根据权利要求5
8.根据权利要求7所述的家庭能量管理系统的经济调度系统，其特征在于，所述采用DDPG算法来训练智能体，具体包括：
9.一种家庭能量管理系统的经济调度设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的家庭能量管理系统的经济调度方法。
...【技术特征摘要】
1.一种家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧包括：家用光伏发电系统、储能、电动汽车电池以及电网，所述需求侧由不可调度负荷、可中断负荷以及不可中断负荷的家庭用电设备构成；
2.根据权利要求1所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述热动力模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述奖励函数设置为：
4.根据权利要求3所述的家庭能量管理系统的经济调度方法，其特征在于，所述采用ddpg算法来训练智能体，具体包括：
5.一种家庭能量管理系统的经济调度系统，其特征在于，应用于由供电侧、需求侧、家庭能量管理系统构成的家庭能量系统；其中，所述供电侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘廷哲，郭乾，王宗义，李超，林伟斌，倪斌业，金鑫，蔡新雷，曹望璋，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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