本發(fā)明涉及智能家庭用電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及智能家電的用電安排優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，居民住宅用電設(shè)備在數(shù)量和容量上也在逐年增加，居民用電在電網(wǎng)二次側(cè)占的比重越來(lái)越大。通過(guò)利用智能控制設(shè)備平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)居民智能用電。在面對(duì)火力發(fā)電污染日益嚴(yán)重的情況下，合理用電變得更加迫切。

然而現(xiàn)階段在居民用電方面存在諸多問(wèn)題需要研究，一些學(xué)者對(duì)用電設(shè)備之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化進(jìn)行了研究，如：基于用戶對(duì)家電的偏愛(ài)程度，預(yù)先設(shè)定的用電設(shè)備優(yōu)先級(jí)，提出了可以協(xié)調(diào)用電設(shè)備用電時(shí)間的智能家庭能源管理模型?？紤]電動(dòng)汽車的用電成本和用戶用電舒適度，研究了優(yōu)化電動(dòng)汽車用電策略的問(wèn)題。以減小用電費(fèi)用和尖峰用電量為總目標(biāo)，提出了家庭能源管理系統(tǒng)的基本框架和家電設(shè)備優(yōu)化用電的方法。

居民用戶智能用電策略優(yōu)化方法是構(gòu)建電網(wǎng)二次側(cè)健康、合理用電的重要支柱。用戶根據(jù)電價(jià)和自身的用電習(xí)慣，優(yōu)化安排用電設(shè)備未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的用電計(jì)劃，但目前并未有在分時(shí)電價(jià)機(jī)制下考慮用戶用電厭惡度的居民用戶智能用電優(yōu)化策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于分時(shí)電價(jià)下居民智能用電策略優(yōu)化方法。根據(jù)用戶用電行為和用電設(shè)備的負(fù)荷特性，分別建立負(fù)荷模型、用電厭惡度模型和用電費(fèi)用模型以及智能用電調(diào)度總體模型，求解總體模型得到用電調(diào)度的最優(yōu)方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

居民用戶用電智能調(diào)度優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟一：收集近期各家電的用電數(shù)據(jù)；

步驟二：根據(jù)各用電設(shè)備的用電特性分別建立負(fù)荷模型；

步驟三：根據(jù)用戶用電需求構(gòu)建用戶用電厭惡度模型；

步驟四：建立用戶用電總費(fèi)用模型；

步驟五：建立智能用電調(diào)度總體模型，求解總體模型得到智能用電調(diào)度的最優(yōu)方案。

進(jìn)一步，所述步驟一的實(shí)現(xiàn)包括：根據(jù)供電商提供的分時(shí)電價(jià)政策將一小時(shí)平均劃分成n段，即每小段時(shí)間為單位h，一天總時(shí)間段D＝24·n，其中取7:00～次日7:00為一天；收集最近一個(gè)月內(nèi)各個(gè)智能家電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)，其中用電數(shù)據(jù)包括各用電設(shè)備的用電起始時(shí)間、用電結(jié)束時(shí)間、用電持續(xù)時(shí)間以及運(yùn)行功率。

進(jìn)一步，所述步驟一還包括：對(duì)居民工作日在不同的季度的早、中、晚三個(gè)時(shí)段的到家、離家的時(shí)間建立函數(shù)，即早晨上班離家時(shí)間t₁，中午下班到家、離家時(shí)間t₂、t₃，晚上下班到家時(shí)間t₄。建立的到家-離家的時(shí)間模型如下：

其中季度A取值{-1,0,1}，A＝-1表示處于冬季，A＝0表示處于春秋季，A＝1表示處于夏季。

進(jìn)一步，所述步驟二的實(shí)現(xiàn)包括：建立儲(chǔ)能型設(shè)備的負(fù)荷模型；建立非儲(chǔ)能型設(shè)備的負(fù)荷模型；所述非儲(chǔ)能設(shè)備負(fù)荷模型包括離散型設(shè)備負(fù)荷模型與連續(xù)型設(shè)備負(fù)荷模型。

進(jìn)一步，建立儲(chǔ)能型設(shè)備的負(fù)荷模型的過(guò)程如下：

S1.1：建立儲(chǔ)能型設(shè)備Sto在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的充電量表達(dá)式：

其中Z表示儲(chǔ)能設(shè)備的總數(shù)；P_z,t表示為設(shè)備z在時(shí)間段t的充電功率：

其P_N表示設(shè)備充電的額定功率；λ_z,t表示開(kāi)關(guān)變量，當(dāng)λ_z,t＝0時(shí)，設(shè)備在時(shí)間段t斷開(kāi)電源，當(dāng)λ_z,t＝1時(shí)，設(shè)備在時(shí)間段t連接電源充電。

S1.2：建立設(shè)備z實(shí)際累計(jì)充電時(shí)間的表達(dá)式：

其中分別表示設(shè)備z所允許充電的最早開(kāi)始時(shí)間和最遲結(jié)束時(shí)間。

S1.3：建立設(shè)備z的荷電狀態(tài)SOC的表達(dá)式：

當(dāng)Soc_z,t＝0時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備z放電完全，當(dāng)Soc_z,t＝1時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備z完全充滿；其中C_z,t,C_z,d分別表示設(shè)備z在時(shí)間段t時(shí)的剩余電量和設(shè)備z完全充電狀態(tài)下的容量，且其中分別表示儲(chǔ)能設(shè)備z保持正常工作所需的最低容量和設(shè)備z的額定容量。

S1.4：建立Sto設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的放電量：

其中P'_z,t＝P'_N·λ'_z,t表示設(shè)備z在時(shí)間段t的放電功率，P'_N表示設(shè)備z放電的額定功率；λ'_z,t表示開(kāi)關(guān)變量，當(dāng)λ'_z,t＝0時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t斷開(kāi)電源，當(dāng)λ'_z,t＝1時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t連接電網(wǎng)放電，且λ'_z,t＝0，1；W'_z,t＝P'_z,t·τ表示設(shè)備z在時(shí)間段t內(nèi)的放電量。

S1.5：建立設(shè)備z實(shí)際累計(jì)放電時(shí)間表達(dá)式：

其中分別表示設(shè)備z所允許放電的最早開(kāi)始時(shí)間和最遲結(jié)束時(shí)間。

S1.6：運(yùn)用阿倫尼烏斯方程對(duì)S1.5的表達(dá)式分析，建立在其一個(gè)工作周期內(nèi)的電池容量表達(dá)式：

其中A表示Arrhenius常數(shù)系數(shù)，B表示Arrhenius修正系數(shù)，表示電池在常溫20℃下的標(biāo)稱容量，R表示摩爾氣體常量，T表示絕對(duì)溫度，E_a表示活化能。

進(jìn)一步，建立離散型設(shè)備負(fù)荷模型的過(guò)程如下：

S2.1：建立離散型設(shè)備x在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的耗電量表達(dá)式：

其中X表示參與調(diào)度的Dis設(shè)備的總數(shù)；作為開(kāi)關(guān)標(biāo)記量，當(dāng)時(shí)表示設(shè)備x在時(shí)間段t結(jié)束運(yùn)行，當(dāng)時(shí)表示設(shè)備x在時(shí)間段t是在工序S_i下穩(wěn)定運(yùn)行；約束條件：其中分別表示Dis設(shè)備x的最小運(yùn)行功率和最大運(yùn)行功率。

S2.2：建立離散型設(shè)備x的運(yùn)行時(shí)間表達(dá)式：

進(jìn)一步，建立連續(xù)型用電設(shè)備負(fù)荷模型的過(guò)程如下：

S3.1：對(duì)連續(xù)型設(shè)備y建立模型，引入標(biāo)記變量λ_y,t，當(dāng)λ_y,t＝0時(shí)表示用電設(shè)備y在時(shí)間段t內(nèi)結(jié)束運(yùn)行，當(dāng)λ_y,t＝1時(shí)表示用電設(shè)備y在時(shí)間段t內(nèi)保持運(yùn)行，則設(shè)備y在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的耗電量表達(dá)式：

其中約束條件：λ_y,t＝0，1；Y表示參與調(diào)度的Con設(shè)備的總數(shù)。

S3.2：建立連續(xù)型設(shè)備y的運(yùn)行時(shí)間表達(dá)式：

進(jìn)一步，步驟三的實(shí)現(xiàn)包括：

S4.1：建立儲(chǔ)能型設(shè)備厭惡度模型：

其中Soc_z表示設(shè)備z在充電結(jié)束時(shí)的SOC，時(shí)間比例系數(shù)其中t”_z，t”'_z分別表示設(shè)備z在時(shí)間D內(nèi)的放電總時(shí)間和該設(shè)備在電價(jià)高峰期內(nèi)的放電總時(shí)間，非負(fù)權(quán)重系數(shù)取值0～1。

S4.2：建立離散型設(shè)備厭惡度模型：

S4.3：建立連續(xù)型設(shè)備厭惡度模型：

其中正權(quán)重系數(shù)ζ₁，ζ₂的取值為ζ₁+ζ₂＝1。

S4.4：上述三類厭惡度模型求得居民用戶總體平均厭惡度模型：

γ＝σ₁·γ_Sto+σ₂·γ_Dis+σ₃·γ_Con

其中σ₁，σ₂，σ₃為引入的非負(fù)權(quán)重系數(shù)，用戶根據(jù)需求設(shè)定各個(gè)權(quán)重系數(shù)的值，其值的大小與用戶對(duì)設(shè)備用電的需求程度成正比，約束條件：σ₁+σ₂+σ₃＝1。

進(jìn)一步，步驟四的實(shí)現(xiàn)包括：建立居民用戶智能用電花費(fèi)ε模型：

其中W_t＝W_Sto,t+W_Dis,t+W_Con,t表示居民家中參與本次調(diào)度的各個(gè)用電設(shè)備在時(shí)間段t的耗電量總和；表示為Sto設(shè)備在時(shí)間段t時(shí)的放電量，表示供電商提供的在時(shí)間t時(shí)的電價(jià)即分時(shí)電價(jià)；約束條件其中E₀表示居民用戶家中導(dǎo)線所允許通過(guò)的最大功率。

進(jìn)一步，步驟五的實(shí)現(xiàn)包括：建立優(yōu)化總體目標(biāo)：

min{σ₄·ε+σ₅·γ}

其中σ₄+σ₅＝1，σ₄和σ₅為非負(fù)權(quán)重系數(shù)；

采用遺傳算法對(duì)所述優(yōu)化總體目標(biāo)進(jìn)行求解，得到以繳納電費(fèi)用和厭惡度兩者加權(quán)和最低為目標(biāo)的優(yōu)化方案的負(fù)荷分布。

本發(fā)明的有益效果：

和現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明能夠讓用戶根據(jù)個(gè)人習(xí)慣作出適時(shí)的調(diào)整，大型儲(chǔ)能設(shè)備使電網(wǎng)的削峰填谷能夠達(dá)到更加理想的效果，進(jìn)而使電網(wǎng)更加穩(wěn)定、健康。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的總流程圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

步驟一：收集近期各家電的用電數(shù)據(jù)

根據(jù)供電商提供的分時(shí)電價(jià)政策將一小時(shí)平均劃分成n段，即每小段時(shí)間為單位h，一天總時(shí)間段D＝24·n，其中取7:00～次日7:00為一天。收集最近一個(gè)月內(nèi)各個(gè)智能家電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)，其中用電數(shù)據(jù)包括各用電設(shè)備的用電起始時(shí)間、用電結(jié)束時(shí)間、用電持續(xù)時(shí)間以及運(yùn)行功率，進(jìn)而確定居民用戶用電習(xí)慣。

對(duì)居民工作日在不同的季度的早、中、晚三個(gè)時(shí)段的到家、離家的時(shí)間建立函數(shù)，即早晨上班離家時(shí)間t₁，中午下班到家、離家時(shí)間t₂、t₃，晚上下班到家時(shí)間t₄。建立的到家-離家的時(shí)間模型如下：

其中季度A取值{-1,0,1}，A＝-1表示處于冬季，A＝0表示處于春秋季，A＝1表示處于夏季。

步驟二：根據(jù)主要用電設(shè)備負(fù)荷特性建立數(shù)學(xué)模型

居民用電設(shè)備分可控設(shè)備和不可控設(shè)備兩類，為了簡(jiǎn)化分析只考慮可控家電。按照各家電是否具有存儲(chǔ)電能的特性可以將居民用電設(shè)備分為儲(chǔ)能設(shè)備和非儲(chǔ)能設(shè)備兩類。其中非儲(chǔ)能設(shè)備分為離散型設(shè)備與連續(xù)型設(shè)備。

(1)儲(chǔ)能型設(shè)備

在居民日常用電設(shè)備中，儲(chǔ)能設(shè)備z即電池類儲(chǔ)電設(shè)備，記為Sto。對(duì)Sto設(shè)備建立模型，設(shè)備Sto在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的充電量：

其中Z表示儲(chǔ)能設(shè)備z的總數(shù)；P_z,t表示為設(shè)備z在時(shí)間段t的充電功率：

其P_N表示設(shè)備z充電的額定功率；λ_z,t表示開(kāi)關(guān)變量，當(dāng)λ_z,t＝0時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t斷開(kāi)電源，當(dāng)λ_z,t＝1時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t連接電源充電。

設(shè)備z實(shí)際累計(jì)充電時(shí)間：

其中分別表示設(shè)備z所允許充電的最早開(kāi)始時(shí)間和最遲結(jié)束時(shí)間。

設(shè)備z的荷電狀態(tài)SOC：

當(dāng)Soc_z,t＝0時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備z放電完全，當(dāng)Soc_z,t＝1時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備z完全充滿；其中C_z,t,C_z,d分別表示設(shè)備z在時(shí)間段t時(shí)的剩余電量和設(shè)備z完全充電狀態(tài)下的容量，且其中分別表示儲(chǔ)能設(shè)備z保持正常工作所需的最低容量和設(shè)備z的額定容量。

Sto設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間段t的放電量：

其中P'_z,t＝P'_N·λ'_z,t表示設(shè)備z在時(shí)間段t的放電功率，P'_N表示設(shè)備z放電的額定功率；λ'_z,t表示開(kāi)關(guān)變量，當(dāng)λ'_z,t＝0時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t斷開(kāi)電源，當(dāng)λ'_z,t＝1時(shí)，設(shè)備z在時(shí)間段t連接電網(wǎng)放電，且λ'_z,t＝0，1；W'_z,t＝P'_z,t·τ表示設(shè)備z在時(shí)間段t內(nèi)的放電量。

設(shè)備z實(shí)際累計(jì)放電時(shí)間：

其中分別表示設(shè)備z所允許放電的最早開(kāi)始時(shí)間和最遲結(jié)束時(shí)間。

本發(fā)明中的電池選擇鋰離子電池，運(yùn)用阿倫尼烏斯方程對(duì)其分析，在其一個(gè)工作周期內(nèi)的電池容量：

其中A表示Arrhenius常數(shù)系數(shù)，B表示Arrhenius修正系數(shù)，表示電池在常溫20℃下的標(biāo)稱容量，R表示摩爾氣體常量，T表示絕對(duì)溫度，E_a表示活化能。為了方便計(jì)算，認(rèn)定溫度在儲(chǔ)能設(shè)備z的一個(gè)工作周期內(nèi)保持不變。

(2)非儲(chǔ)能設(shè)備

1)離散型用電設(shè)備

有些家居用電設(shè)備x是在以用戶給予的開(kāi)關(guān)信號(hào)在運(yùn)行的，當(dāng)該類設(shè)備接收到用戶的命令，開(kāi)始進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行過(guò)程依次經(jīng)歷S₁,...,S_i,...,S_I道工序，其中I_x表示用電設(shè)備x的工序數(shù)目，其數(shù)值由設(shè)備本身運(yùn)行特性所決定，即I＝I_x，其用電功率保持在額定功率其中表示設(shè)備x穩(wěn)定運(yùn)行在S_i道工序下所需的額定功率，每道工序之間無(wú)時(shí)間間隔且整個(gè)運(yùn)行過(guò)程均無(wú)人為干預(yù)因素。當(dāng)設(shè)備結(jié)束運(yùn)行時(shí)，用電功率變?yōu)?。若設(shè)備x運(yùn)行過(guò)程只有單一的功率保持，則取值I_x＝1，即例如家用電飯煲，智能電熱壺等，該類設(shè)備工作過(guò)程中存在加熱-保溫兩道工序，每個(gè)模式下的穩(wěn)態(tài)功率也不一樣。該類設(shè)備被定義為離散型用電設(shè)備，記為Dis。

對(duì)于Dis設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的耗電量：

其中X表示參與調(diào)度的Dis設(shè)備的總數(shù)；作為開(kāi)關(guān)標(biāo)記量，當(dāng)時(shí)表示設(shè)備x在時(shí)間段t結(jié)束運(yùn)行，當(dāng)時(shí)表示設(shè)備x在時(shí)間段t是在工序S_i下穩(wěn)定運(yùn)行。約束條件：其中分別表示Dis設(shè)備x的最小運(yùn)行功率和最大運(yùn)行功率。

Dis設(shè)備x的運(yùn)行時(shí)間：

2)連續(xù)型用電設(shè)備

一些家居用電設(shè)備y有一定的額定功率，穩(wěn)定運(yùn)行功率根據(jù)用戶的需求可以選擇處在最大運(yùn)行功率和最小運(yùn)行功率之間的任意數(shù)值的額定功率，即設(shè)備y的功率連續(xù)可調(diào)，例如可調(diào)節(jié)亮度的照明設(shè)備，其運(yùn)行額定功率在一定范圍內(nèi)上下可調(diào)，即該類設(shè)備被定義為連續(xù)型用電設(shè)備，記為Con。

對(duì)Con設(shè)備建立模型，引入標(biāo)記變量λ_y,t，當(dāng)λ_y,t＝0時(shí)表示用電設(shè)備y在時(shí)間段t內(nèi)結(jié)束運(yùn)行，當(dāng)λ_y,t＝1時(shí)表示用電設(shè)備y在時(shí)間段t內(nèi)保持運(yùn)行，則設(shè)備y在運(yùn)行時(shí)間段t內(nèi)的耗電量：

其中約束條件：λ_y,t＝0，1；Y表示參與調(diào)度的Con設(shè)備的總數(shù)。

Con設(shè)備y的運(yùn)行時(shí)間：

步驟三：構(gòu)建居民用戶對(duì)用電設(shè)備的厭惡度模型

根據(jù)用戶偏愛(ài)于設(shè)備的即時(shí)運(yùn)行狀態(tài)或結(jié)束狀態(tài)，將用電設(shè)備分為即時(shí)需要設(shè)備和完時(shí)需要設(shè)備兩類，分別記為Im和Ov，其中Ov設(shè)備分為離家前需完成任務(wù)的設(shè)備和到家前需完成的設(shè)備兩類，分別記為Ov1Ov2。對(duì)于Im設(shè)備，用戶對(duì)其厭惡的是在用戶在家時(shí)間段內(nèi)，其運(yùn)行時(shí)間不在用戶舒適的時(shí)間段內(nèi)；對(duì)于Ov設(shè)備，用戶厭惡其在用戶離家，到家時(shí)尚未完成任務(wù)，對(duì)設(shè)備w＝{x,y}建立的厭惡度模型表示為：

γ_w＝ξ_w·g(t_w,end)+(1-ξ_w)·h(t_w,start,t_w,end) (13)

其中0-1型參數(shù)ξ_w＝1時(shí)，表示設(shè)備w為用戶偏好于完時(shí)需要型設(shè)備Ov，ξ_w＝0時(shí)，表示設(shè)備w為用戶偏好于即時(shí)需要型設(shè)備Im。g(t_w,end)，h(t_w,start,t_w,end)分別表示為Ov型和Im型設(shè)備的厭惡度函數(shù)，其Ov設(shè)備的厭惡度模型具體如下：

g(t_w,end)＝δ_w·g₁(t_w,end)+(1-δ_w)·g₂(t_w,end) (14)

其中0-1型參數(shù)δ_w表示設(shè)備w是否為用戶所偏好于離家前需完成任務(wù)的Ov1設(shè)備，當(dāng)δ_w＝1時(shí)，表示設(shè)備w是Ov1型；當(dāng)δ_w＝0時(shí)，表示設(shè)備x是Ov2型。具體模型如下：

其中a取值2或4，b取值1或3；分別表示用戶設(shè)定設(shè)備w的最早，最晚結(jié)束時(shí)間；Δt_w,tq,Δt_w,yc分別表示用戶對(duì)于設(shè)備w所能忍受的最大提前完成的時(shí)間，最大延遲完成的時(shí)間。

此外，Im設(shè)備的厭惡度模型表示為：

其中Δt_w表示設(shè)備w的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間；表示用戶偏愛(ài)設(shè)備w運(yùn)行的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；比重系數(shù)表示設(shè)備w在用戶偏愛(ài)的時(shí)間段的運(yùn)行時(shí)間比例，其中表示設(shè)備w在區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間。

進(jìn)一步：對(duì)步驟二中的Sto，Dis，Con三類負(fù)荷，分別從時(shí)間、功率和任務(wù)完成程度三方面考慮用戶對(duì)用電負(fù)荷的厭惡程度，并建立相應(yīng)的厭惡度模型。

(1)儲(chǔ)能型設(shè)備

Sto設(shè)備充電結(jié)束時(shí)存儲(chǔ)的電量占完全充電狀態(tài)下容量的比例大小影響用戶對(duì)該類負(fù)荷運(yùn)行的厭惡程度。此外，儲(chǔ)能型設(shè)備可以很好地參與電網(wǎng)二次側(cè)的削峰填谷，在用電高峰期，將日常剩余電量出售給需求方。在分時(shí)電價(jià)下，用戶必然厭惡儲(chǔ)能設(shè)備在結(jié)束運(yùn)行狀態(tài)時(shí)過(guò)低的儲(chǔ)電量以及所花過(guò)高的電費(fèi)，此外本發(fā)明考慮儲(chǔ)能型設(shè)備的壽命成本，一天充放電一次。該類負(fù)荷在運(yùn)行的整個(gè)時(shí)段D內(nèi)的厭惡度模型如下：

其中Soc_z表示設(shè)備z在充電結(jié)束時(shí)的SOC，時(shí)間比例系數(shù)其中t”_z，t”’_z分別表示設(shè)備z在時(shí)間D內(nèi)的放電總時(shí)間和該設(shè)備在電價(jià)高峰期內(nèi)的放電總時(shí)間，非負(fù)權(quán)重系數(shù)取值0～1。

(2)離散型設(shè)備

Dis設(shè)備作為功率離散型設(shè)備，可以參與智能家電的調(diào)度，該類設(shè)備的工作功率有其自身的負(fù)荷特性決定的，用戶對(duì)其用電厭惡度由其工作的時(shí)間因素來(lái)決定，所以這類負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的厭惡度模型如下：

其中γ_x＝γ_w,w＝x表示設(shè)備x的厭惡度。

(3)連續(xù)型設(shè)備

Con設(shè)備作為功率連續(xù)型設(shè)備，該類負(fù)荷的厭惡度主要由運(yùn)行時(shí)間和功率兩個(gè)因素決定，時(shí)間因素用上述γ_w函數(shù)表示。運(yùn)行功率方面，其工作功率在最大和最小功率之間，厭惡度在于其工作時(shí)的功率與其標(biāo)準(zhǔn)功率的偏差的比重，所以這類負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的厭惡度模型如下：

其中表示設(shè)備y的厭惡度；f_y'表示設(shè)備y的實(shí)際用電計(jì)劃；f_y表示設(shè)備y原來(lái)的用電計(jì)劃；表示用戶對(duì)設(shè)備y所容忍的最大用電計(jì)劃偏差，且γ_y表示屬于Im型或Ov型的設(shè)備y的厭惡度；引入的系數(shù)表示設(shè)備y是否屬于Im型或Ov型，當(dāng)表示設(shè)備y屬于Im型或Ov型，當(dāng)表示設(shè)備y既不屬于Im型也不屬于Ov型；ζ₁,ζ₂表示正權(quán)重系數(shù)，其取值為ζ₁+ζ₂＝1；P_y',分別表示設(shè)備y的實(shí)際運(yùn)行功率和用戶設(shè)定的最佳運(yùn)行功率；分別表示設(shè)備y的最小運(yùn)行功率和最大運(yùn)行功率。

由上述三類厭惡度模型求得居民用戶總體平均厭惡度模型：

γ＝σ₁·γ_Sto+σ₂·γ_Dis+σ₃·γ_Con (20)

其中σ₁，σ₂，σ₃為引入的非負(fù)權(quán)重系數(shù)，用戶根據(jù)需求設(shè)定各個(gè)權(quán)重系數(shù)的值，其值的大小與用戶對(duì)設(shè)備用電的需求程度成正比，約束條件：σ₁+σ₂+σ₃＝1。

步驟四：結(jié)合步驟一收集到的各個(gè)家電的用電數(shù)據(jù)和各地區(qū)供電商提供的分時(shí)電價(jià)政策，提出居民用戶智能用電花費(fèi)ε模型：

其中W_t＝W_Sto,t+W_Dis,t+W_Con,t表示居民各個(gè)用電設(shè)備在時(shí)間段t的耗電量總和，其中W_Sto,t,W_Dis,t,W_Con,t分別表示上述的Sto設(shè)備、Dis設(shè)備以及Con設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間段t的用電量；表示供電商提供的在時(shí)間t時(shí)的電價(jià)即分時(shí)電價(jià)；約束條件其中E₀表示居民用戶家中導(dǎo)線所允許通過(guò)的最大功率。

步驟五：建立智能用電調(diào)度總模型并求解

本發(fā)明提出的智能用電建模方法，根據(jù)上述的用電設(shè)備的特性以及所處的分時(shí)電價(jià)環(huán)境下建立優(yōu)化總體目標(biāo)：

min{σ₄·ε+σ₅·γ} (22)

其中σ₄+σ₅＝1，σ₄和σ₅為非負(fù)權(quán)重系數(shù)。

采用遺傳算法對(duì)該目標(biāo)進(jìn)行求解，得到以繳納電費(fèi)用和厭惡度兩者加權(quán)和最低為目標(biāo)的優(yōu)化方案的負(fù)荷分布。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。