智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述

家庭能源管理系统是智能电网在居民侧的延伸,是智能电网领域的研究热点之一。阐述了智能电网环境下家庭能源管理系统与传统家庭能源管理系统的不同和智能电网环境下家庭能源管理系统的新功能需求。提出了智能电网环境下家庭能源管理系统的结构和功能模块,接着给出了智能电网环境下家庭能源管理系统的技术体系。从检测技术、网络通信技术和优化调度算法三方面综述了该领域的研究进展,讨论了存在的技术挑战,指出了未来的研究方向。     

智能电网下的新型能源管理系统设计方案

在介绍智能电网的定义、内涵、关键特征的基础上,提出了一种智能电网下的新型能源管理系统的设计方案,具体分析了该能源管理系统的组成及其各部分的功能特点.作为智能电网技术在用电系统的一个典型应用,新型能源管理系统为更好地管理、节约、监控能源使用提出了一种解决方案,将在未来得到广泛应用.     

智能电网环境下家庭能源管理系统优化调度算法

在智能电网环境下,提出了一种家庭能源管理系统框架和优化调度算法。根据室外温度预测值、可再生能源功率输出预测值、日前电价信号和用户偏好,算法对可调度用电负载、电动汽车、储能系统的运行进行优化调度从而最小化用户用电费用。算法考虑了电动汽车在高电价时段通过V2H(vehicle to home, V2H)功能向负载供电的情形,采用情景分析法处理室外温度和可再生能源功率输出预测的不确定性。通过仿真实验验证了算法性能,结果表明与只对负载或家庭能源管理系统部分组成部件进行优化调度的算法相比,所提算法显著降低了用电费用。     

智能电网引领智能家居及能源消费革新

随着智能电网技术的发展,分布式电源的接入,家庭能源的供需发生了重大变化,传统的家庭能源消费模式将产生重大变革,基于此,从智能家居能源的生产、消费及管理三个方面进行了探讨。在家庭能源利用方面,提出了家庭微电网交流、直流及交直流混合供电模式,给出了家庭能源控制中心的控制方案来实现家庭微网的"即插即用"。在能源消费方面,通过对比不同的电能量计量模式,为达到精细化的需求侧管理,提出了基于网络数据的计量,即网络计量,给出了其在智能家居中的应用方案。在家庭能源管理方面,总结了家庭能效管理的新特征,阐述了一种智能家庭能效管理"云+端"架构模式,在此模式下,真正实现了泛在网络式的家庭能效管理。智能家居能源消费模式的革新对分布式电源柔性接入,优化家庭电能使用及负荷管理,提高用电效率,降低用电成本,具有十分重要的意义。     

Framework for minimum user participation rate determination to achieve specific demand response management objectives in residential smart grids

In this paper, we develop a framework for grid operators to determine the minimum required user participation rate to achieve specific Demand Response Management (DRM) objectives in residential smart grids. Under this framework, we propose power limit and inconvenience limit methodologies. In the power limit methodology, the grid communicates a power limit to participating users to achieve a desired amount of peak load reduction. In the inconvenience limit methodology, the grid communicates an inconvenience limit to participating users and demand is reduced accordingly to achieve the desired peak load reduction. We define indexes to measure user inconvenience and recommend physical and thermal load models for flexible appliances to measure temperature deviations and scheduling delays. We then analyze the performance of our developed framework in a residential community comprising of 780 homes. We generate power consumption data for individual devices of different users to match an aggregated load curve shape from the RELOAD database on a typical summer day. We determine the required user participation, experienced inconvenience temperature variations and scheduling delays for various DRM objectives. By determining the minimum required user participation, this framework can help the grid operators in designing proper incentives for specific DRM goals.