面向智能用电的家庭综合能源管理系统的设计与实现

以国家电网公司智能用电试点建设为依托,充分把握智能化电力需求侧管理的要求,基于面向智能电网的高级计量架构(AMI)的研究,设计并实现了面向电力用户的家庭综合能源管理系统。本系统是以智能电表、智能交互终端、智能插座等智能设备组成家庭网络,能够支持分布式能源、电动汽车等系统或设备的接入和计量,综合家庭能耗监测和能源优化管理,家用电器智能控制,与用户双向互动等功能,进而构建了电网与用户能量流、信息流、业务流实时互动的新型供用电关系,满足智能电网下智能用电对技术先进、经济高效、服务多样、灵活互动和友好开放的要求。     

智能家居能耗管理的研究进展

随着智能家居的不断快速发展,智能家居能耗管理系统实现了对家电设备的能源使用情况进行实时监测,进一步优化家庭能源消耗结构,从而实现节能减排。本文详细介绍了基于智能家居能耗管理系统及能耗管理策略的研究进展。目前,家庭能耗管理系统的研究主要有对家庭能耗建立能耗模型,理论分析设计最优的家庭能耗管理策略以及通过案例设计,分析用户自觉采取节电行为进而研究家庭能耗管理策略的有效性两个方向。现有的研究和实验表明,采取家庭能耗管理策略可以有效的达到节能减排的目的。     

能源管理系统的设计与实现

分析了能源管理系统的功能需求。并对关键技术进行了研究,建立了一套应用于智能建筑、组件化的监控平台软件系统。平台系统能体现出更大的稳定性、通用性、持续扩展性。满足对能耗监控、能源管理综合监测解决方案的需求以及未来能源管理系统运维的需求。     

基于区块链的微电网双层博弈电力交易优化决策

建立有效、合理的微电网电力市场交易机制以促进分布式清洁能源的就地消纳,是实现微电网运营经济环保、多方共赢的重要途径。为了更好地实现微电网电力市场的运行优化,提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,对用电主体的效用函数进行改进,以量化区块链技术对其用电福利的影响;然后,基于演化博弈理论构建需求侧各主体选择交易对象的动态过程,基于斯坦伯格(Stackelberg)博弈理论构建供需两侧间的交互机制,建立基于区块链的微电网电力市场双层博弈模型,并采用迭代算法进行求解;最后,在区块链平台上进行仿真分析,结果表明所提方法能有效达到状态均衡,得到最优交易策略,提高了微电网的总福利,实现了微电网电力市场内多主体共赢与协调发展。     

通信运营商基站智能化用能监测的应用研究

为了能实现对运营商基站的能耗进行科学的监测和管理,本文以物联网、大数据、云计算等技术为基础研究提出了网络化、智能化的绿色基站用能监测系统。文中分析了如何通过电力计量仪表、电流互感器来实现对基站、基站设备的能耗数据进行采集计算并传输至用能管理平台进行数据统计,并结合业务数据对基站能耗进行综合分析。针对基站智能化用能监测的一次性改造成本投入问题,在文中也尝试研究了如何利用政府、电网企业、能源服务企业、用电企业的力量,实现电力需求侧管理应用落地的运作模式。     

电力用户侧参与的综合能源系统优化调度

针对传统需求侧响应在热力系统描述方面不能满足综合能源系统应用的问题,提出了用户侧参与下的电、气、热综合能源系统联合优化调度模型。用户侧采用可转移电力负荷分类参与需求侧功率调整;综合考虑系统内部电气热的耦合及分时电价、气价等,并利用储能系统的时移特性;以调度周期内系统运行成本以及负荷调用补偿成本之和最小为目标函数,增设了考虑系统热负荷需求及电锅炉提供电力需求转换的热力平衡方程等式约束。仿真结果表明,相较于用户侧不参与调度的优化模型,用户侧的参与可改变原电力负荷曲线实现削峰填谷,同时降低综合能源系统总成本,保证综合能源系统正常运行及实现系统内源、储、荷协调互动。     

基于区块链的配电网能效自动化管理方法

随着可再生能源的发展和分布式电源的推广,电网需求侧能效管理工作将逐步由集中式优化调度计算转向分布式计算。物联网技术和区块链技术的进步将为实现能效管理系统的分布式系统提供技术基础。本文提出了一种基于物联网智能电表和微电网的多用户分布式能效管理系统,并通过提出的非合作博弈论模型对家用电设备进行调度计算,成功实现了降低用户家庭电费支出和整个社区微电网能耗总成本的目标。用户可在家庭的分布式能源、社区微电网以及公用电网三种中择优选择购电,并在博弈中优化自己的日常家电使用策略,使得市场所有用户都可将能源消耗成本降至最低,实现纳什平衡。在此基础上,该模型运用区块链技术为参与者之间提供可靠的、安全的、私密的通信媒介,实现用户家电设备的智能监控并通过智能合约对用电量进行计费。算例分析结果表明,该方法能最大限度地降低能耗总成本和各用户能耗成本。     

基于区块链的微电网合作博弈电力交易优化

微电网可实现分布式电源的有效整合,减少新能源间歇性波动对主网造成的影响。为更好的实现微电网的优化运行,文章提出了基于区块链和博弈理论的微电网电力交易模型。首先,建立微电网P2P(Peer-to-Peer)电力交易系统的总体架构,对区块链网络、智能合约逻辑进行设计;进一步,通过分析微电网中各用户主体的效益,优化交易过程中的用户匹配;接着,利用合作博弈算法实现微电网P2P电力交易定价模型。最后,仿真及分析结果表明,基于区块链与合作博弈的交易模型能有效实现用户间电力交易,有利于构建公开、透明、高效的市场环境,可确保用户收益最大化。     

基于泛在电力物联网的电力能耗管理系统研究

随着当今时代互联网的飞速发展,传统电网已经不再能满足人民日益增长的电力需求。为实现全面感知、可靠传输、智能处理、互交互联的新一代电力系统,国家电网提出发展泛在电力物联网的战略目标。首先以清洁能源、能源需求为背景,对泛在电力物联网的概念、基本构架进行详细阐述。然后对电力能耗监测管理系统构架的主要关键技术进行说明。最后以华北电力大学扬中智能电气研究中心的电力能耗监测管理系统为实例,阐述泛在电力物联网基本应用情况,为其它相关研究提供参考。     

基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统

通过对建筑能源管理现状以及电力需求侧管理技术发展的分析,提出一种基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统,系统通过对能耗的实时监测、统计分析和优化管理,实现需求侧负荷曲线优化和节能管理。以上海某科技园内两幢建筑为例,介绍了基于电力需求侧管理的建筑智能能源管理系统的实际应用效果,说明系统在建筑节能、需求侧管理中起到的重要作用。     

Seeking energy equity through energy storage

Numerous states have adopted legislation and policy measures aimed at achieving greater equity across essential energy services on which underserved communities rely to meet basic needs. Equity is highlighted in the Biden-Harris January 2021 Executive Order No. 13,985, “Advancing Racial Equity and Support for Underserved Communities” (Exec. Order (2021)). When applied to the energy & utilities sector, ”energy equity” refers to the condition in which energy is provided to all in a consistent and systematically fair, just, and impartial manner regardless of race, geography, social standing, or economic position.Following this definition, energy equity is fundamental to healthy and prosperous social and economic systems, and contributes to regional and national security and stability. Data show that underserved populations generally suffer disproportionately from power outages, high energy prices, and polluting energy generation facilities. Numerous policy measures that include energy storage (i.e., residential, commercial, and utility scale batteries, and other technologies) can help provide energy equity to all populations. These policy measures address procurement mandates, replacement of peaker units, financial incentives, ownership policies and community projects, integrated resource planning and pilot programs, resilience, and long duration energy storage.     

单相级联准Z源逆变器有限集模型预测控制

以单相级联准Z源逆变器(quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter,qZS-CMI)为研究对象,以提高动态响应速度和降低开关频率为研究目标,提出一种优化有限集模型预测控制策略。首先,在分析不同工作状态对qZS-CMI状态变量的影响后,建立其离散时间模型。其次,以MPPT作为输入电流参考,根据所建立的离散时间模型,对准Z源网络的输入电流、输出电容电压、负载电流进行预测,并引入评价函数中,实现qZS-CMI系统的多变量综合协同控制。然后,将平均开关切换次数引入评价函数,优化系统的开关损耗。通过所提模型预测控制方法,无需输出电流控制环和直流侧电压控制环,降低了控制参数的调节难度,提高了系统的动态响应速度。最后,通过建立仿真模型验证了所提算法的有效性和正确性。     

节能环保非晶变压器

前言 因能源资源具有无法重复使用及消耗后不能再生的特性，所以能源资源只会愈来愈少，这就导致电价愈来愈高。且因全球二氧化碳排放愈来愈高，形成的温室效应使全球气候异常．气候反常对人类的影响也日趋明显。     

可再生能源,未来能源之星

可再生能源是清洁能源,是自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源.一旦建成,不必再有原料的投入.它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用.可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等.对太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等可再生能源概念、特点、能源利用历史、现状和未来发展进行了综述,从而得出结论:有了可再生能源,我们的文明方有永续的可能.     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

基于能源管理的智慧能源网关技术研究

智慧能源网关采用集成设计的理念,建立电能表、水表、气表的多表数据通信链路,实现能源智慧管理方案。在法制计量设备与计量管理系统主站之间建立了直接的通信采集链路,解决了电、水、气表数据同一网络传输的方案,提升数据传输的效率,避免网络的重复建设。研究智慧能源网关技术在能源管理系统中的应用,有利于能源全面管理和智慧管理,有利于提升互动式需求的应用。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

In-depth energy - The energy drain of idleness

Last month, Britain's Energy Saving Trust published a report, 'The Ampere Strikes Back', claiming that by 2020 a staggering 45 per cent of domestic electricity consumption would be down to gadgets in the home. To reach its estimate, the trust excluded heating, which dominates domestic energy consumption. The basis for the trust's calculation came from a report published by the UK government's Market Transformation Programme (MTP). However, analysts and industry insiders said most consumer-electronics companies now see energy efficiency as a major selling point and are working to cut electricity consumption.