生活电器用电效用概念及其评估方法

结合经济学中效用理论,提出了用电效用思想与概念。用电效用是在传统的能效基础上,从电力用户的主体地位角度表征电器用电价值,对指导电力需求侧节能减排和参与需求响应具有关键作用。首先,对典型生活电器分类,给出了不同类别电器的温度和时间效用函数。进一步,提出了生活电器用电效用分级思想,并给出分级方法与其在优化中的应用。最后,以典型家庭环境为例对生活电器用电效用水平进行了评估并进行节能优化,结果表明效用等级的提高意味着能耗的节省,可在保障用户满意度的基础上实现良好的节能效果。     

居民高耗能电器的互动化方案设计

居民高耗能电器的用电监测与运行管理是智能用电需要考虑并解决的问题之一,通过在电器中集成即插即用的计量通信模块的方法,提出了电器互动化系统方案架构,介绍了应用功能设计,该系统能够对居民电器进行监测与管理,满足居民用户节能的需求,实现电力需求响应和用电的智能化。     

基于智能用电网络的负荷状态与类型在线辨识

电器级负荷的实时信息辨识是实现负荷控制类需求响应以及用户侧自趋优运行的前提.为满足智能用电网络辨识后自动进行精准控制的应用需要,提出了电器级负荷状态与类型在线辨识技术,以期快速、准确且高可扩展地为智能用电网络的调控提供信息基础.智能用电网络的大量终端可提供电器级低频数据的实时测量结果.基于此,采用改进双边累积和分段算法...     

智能用电网络的设计与初步实现

发展智能用电是建设智能电网的重要环节之一。本文综合以往智能用电、智能家居与自动需求响应的认识,提出了"智能用电网络",给出其定义。智能用电网络是将用户侧的各种电器通过能量信息网关互连而形成的网络。它旨在建立基于物联网、互联网与智能电网技术的联系海量电力用户的大型用电网,不仅可以帮助用户节能,给电力用户提供智能友好的个性化、差异化服务,还可以引导电力用户灵活互动地参与协同需求响应,帮助电网实现优化运行。智能用电网络的硬件部分由智能插座、智能红外控制器、能量信息网关、云端服务器、移动终端等部分组成;软件部分基于Android平台进行开发。目前,该网络已在清华大学紫荆公寓投入试运行,运行结果表明本文方法的可行性与有效性。     

基于用电效用概念的可中断负荷调度模型及其削峰优化算法

以电器用电效用等级划分为基础,结合遗传算法对电力需求侧进行需求响应调度,可以在保障用户用电满意度的前提下,实现自动实时响应削峰目标。首先给出生活电器用电效用的定义、效用函数以及效用分级方法;在此基础上,给出削峰调度模型,并给出调度流程与算法分析;最后,模拟办公楼内空调的需求响应调度。结果表明,优化控制策略可以在保障用户用电满意度的前提下,实现自动实时响应削峰目标,从而论证了方法的有效性。     

基于模糊评价的智能用电新技术成熟度模型

推广智能用电新技术是挖掘配电网用户侧能效提升的关键技术手段,从提升用能智慧化出发,综述加强可测及可控能力的智能用电新技术发展应用情况。进一步从技术价值、市场价值、市场导向3个方面,建立智能用电新技术应用成熟度评价指标体系和描述体系。综合考虑评价指标的重要度和影响度,采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)和模糊评价分析理论,构建智能用电新技术应用成熟度模型。结合具体实例分析,提出技术应用成熟度评价、薄弱环节分析及电网应用目标导向敏感性分析的技术成熟度模型实用化分析思路,为智能用电新技术在智能配电网的规划应用提供借鉴参考。     

需求侧管理中面向居民用电的互动化评价模型

智能用电的核心是通过电网与用户的双向互动以实现需求响应,文中提出了一种面向需求侧管理的居民用电互动化评价模型及其实现方法。首先构建居民用电互动化评价模型,模型涵盖需求侧管理中的负荷优化、用户需求响应和通道理想解排序法(TOPSIS)互动化评价在内的完整过程。然后在多目标遗传算法求解最优用电策略和价格弹性指数计算用户需求响应策略基础上,阐述模型的实现方法。最后通过实验验证了模型评价居民用电互动化效果的有效性。     

基于智能用电互动服务平台的智能家庭能效管理系统设计

为了实现电力用户与电力公司双向互动,满足电力用户多元化、互动化的用电服务需求,设计并实现依托于智能用电互动服务平台的海量信息数据和多元化服务,完成面向电力用户的智能家庭能效管理系统设计.本系统是以智能用电互动服务平台为系统支撑,构建智能电表、智能家庭网关、智能交互终端、智能插座和智能电器为依托,支持光伏发电、分布式电源、电动汽车充电等系统或设备的接入,结合阶梯电价、有序用电、家庭能耗指数等节能指标,形成电力公司与电力用户能源与信息同步的新型供电关系,为电力用户提供经济高效用电模式为综合体的智能家庭能效管理系统.系统设计具有标准接入、信息共享、高可靠性等优点,将在智能电网与电力用户之间发挥重要作用.     

家庭用电响应模式研究

为实现家庭用电的削减及推动用户侧和电网侧的双向互动,在智能用电技术高速发展和节能减排的背景下,结合智能用电技术、智能家电、家庭用电行为及电力需求响应,建立家庭用电响应模式运行流程图。构造经济模式和节能模式的数学模型,采用遗传算法的机组组合、模糊关联权重法来实现家庭用电优化,实现用电环境的经济和舒适。算例仿真结果表明用电响应模式及其数学模型、优化方法都是正确合理的,起到很好的削峰填谷、节约用电的效果。     

基于高维随机矩阵的配电网用户侧用电行为分析

为了准确掌握配电网用户侧异常用电行为以及智能电表的故障情况,基于随机矩阵理论进行低压用户侧智能电表的数据分析与建模,以高维数据统计指标对用户侧的用电数据进行状态表征,在此基础上提出一种低压配电网用户侧异常用电及电表故障诊断分析方法。该方法通过对随机矩阵特征根平均谱半径(mean spectral radius,MSR)指标的分析,给出了随机矩阵原理应用于用户用电异常区域定位的具体步骤,同时也可以实现用户侧用电异常时刻点的特征发现。最后,以某用电台区智能电表历史与实时量测数据为实际算例,分别在不同采样时刻点与不同用户处设置用户窃电与电表损坏等异常用电类型进行计算分析,结果证明了所提方法的有效性与适用性。     

用户用电设备评估的区间熵权法

随着智能电网的建设,新能源的接入和电动汽车的普及,致使用户用电设备种类多样,用户用电服务质量诉求逐年增加,用户用电设备的状况不仅影响电网双向互动的功能实施,也关系着电网的运行和维护,文章阐述了用户用电设备的评价指标体系,以及区间熵权法。首先,介绍了用户用电设备的定义、范畴和分类;其次从能效评估、安全监测和需求响应三方面阐述用户设备评价指标体系,并对指标体系中一些重要指标进行了详细说明;最后,为了在考虑数据不确定性前提下计算指标权重值,详细陈述区间熵权法的计算过程,并进行了居民用户设备的案例分析,期望能够为科学、完整和系统的对用户电力设备进行评估提供借鉴。     

考虑需求侧资源的智能小区综合能源日前优化调度

针对化石能源过度消耗和环境污染问题日益严重的情况,将需求侧资源利用纳入考虑范畴,进行供能侧与用户侧相结合的智能小区综合能源日前优化调度研究.在供能侧,建立接入光伏发电和风力发电的冷热电联供系统,考虑多能互补方式并提出一种增大可再生能源就地消纳的控制策略;在用户侧,提出一种较为精细的负荷分类方法,充分考虑家用储能和电动汽车的充放电功能、用电设备频繁启停行为、电动汽车出行计划安排以及关联设备运行时间约束,并对运行时间具有不可控性的冷热负荷进行优化分析.通过引入供能单价,将供能侧和用户侧相结合进行日前优化调度.算例仿真结果表明,所提方法能有效降低双侧成本,减少环境污染和降低电负荷峰谷差.     

混合能源协同控制的智能家庭能源优化控制策略

家庭能源优化控制是家庭能源管理系统(HEMS)的重要分支之一,然而由于缺少有效的智能优化算法,制约了家庭能源优化控制的实际应用。本文通过对家用电器运行特性的分析,将家庭用电设备分为刚性负荷,简单可调节负荷,电池类设备,供暖、通风和空调(HVAC)系统设备等,并建立相应的负荷模型;以市电电网、光伏发电、储能电池三种能源作为智能家庭的供给源,以电能花费和用户舒适度作为优化目标,建立混合能源协同控制的智能家庭能源优化控制模型;并提出一种基于改进的快速粒子群算法(APSOA)的智能求解方法,得出每个电器最优的用电时段,室温控制系统各个时段所需功率以及蓄电池各个时段的充放电功率。以某智能家庭夏季某一天用电情况为例,在Matlab环境下,建立模型并仿真,与粒子群算法(PSOA)、遗传算法(GA)进行对比,说明了模型和算法的可行性及有效性。     

阻抗在线测量方法及其在电力设备检测中的应用

阐述了基于端口信号能量测量的电网络阻抗的在线测量方法,讨论了该方法在电力设备等值阻抗测量中的应用。用电能计量仪表同时测量电力设备接口处电压信号和电流信号的能量,可以计算出设备的等值阻抗。这种测量方法既不中断设备运行,又能反映实际工作环境对设备阻抗的影响,具有较高的实用价值。最后举例说明了该方法在电力设备监测中的应用。     

数据驱动的电能表运行状态在线监测方法

针对在运电能表运行状态存在监测空白点、业务管控存在专业壁垒导致相关电力数据获取难度大、现有监测方法单一等问题,提出覆盖低压侧、中压侧和关口侧数据驱动的电能表运行状态在线监测方法。在低压侧,通过分元器件比对方法定位失准电能表,为低压侧电能表运行状态在线监测提供了新的计算方法。在中压侧,考虑变压器外部特性,递推得到的变压器高压侧三相线电压,并以递推线电压与参考点线电压差值的平方和最小为优化目标,同时满足电压压降、相角偏移等电气节点约束条件,构建高供低计专变用户电能表在线监测优化模型,计算中压侧电能表运行误差。在高压侧,通过构建主变模型、母线层级与线路层级三个层级电量比对模型,运用交叉定位方法计算关口侧电能表运行误差。最后,通过实际算例,验证所提方法的正确有效性。     

电机技术在DSM中的综合应用

电动机是电力的最大量使用设备（约占全部电量的50％），电机的合理配置和高效运行对电力资源的优化应用具有重要的作用，为了实现社会经济的可持续发展战略，节约能源和环境保护是两个重要的研究课题，电力需求侧管理（DSM）是对电力能源的效益最优化配置，是实现节能和环保的合理手段，新技术在电机系统中的综合应用为DSM的成功实践提供了可能性。     

用户能效分析系统研究与应用

针对用户设备用电状况和用电需求了解还不够充分、难以开展设备用电行为分析以及提出有效的节能措施的问题,提出了有效的解决方案。扩大用电在线监测覆盖面,在线监测企业用户用能状况,为分析企业用户节能潜力打下基础;根据用电情况分析客户用电行为,生成并推送客户用能分析报告,建议用户调整用电习惯,推动企业节能业务发展;基于企业内部运行设备数据,开展用户能效诊断分析,为用户提供用能指导,降低用户用能成本。     

智能电网框架下的DSM成本效益分析模型

智能电网的一个重要作用是利用先进的信息技术全面、动态地整合用户侧资源,平衡电力供应缺口,实现对整个电力系统运行的优化管理。在智能电网的基本框架下,借鉴已进行电力工业市场化改革的发达国家的电力需求侧管理经验,结合我国的实际情况分析了电力需求侧管理的可行性及相应措施。综合考虑社会、电力用户、电网公司、发电厂各方的利益,建立了合理的需求侧管理成本效益分析模型。引导电力用户优化用电方式,提高有限资源和能源的利用效率,满足电力工业的可持续发展和不断增长的社会需求。通过一个具体的算例,证明了需求侧管理可以有效地减少电力和电量的消耗,节电潜力巨大。     

计及电源结构时空特性的电能替代评价

现有需求侧管理节能评价方法无法量化由终端设备用能种类改变产生的节能效果,传统电能替代评价方法无法计及基于电力网络潮流的真实电源结构对评估结果的影响。建立了一种计及电力网络、电源结构和用户用电方式的电能替代节能减排评价模型,提出和推导了计及清洁能源消纳的电力能耗系数和电力煤耗系数,用于表征电力系统能耗水平,并从用能全过程的角度量化广义节能下的电能替代项目节能量和减排量。算例分析了电力能耗和煤耗系数的时空特性,建立典型场景数据库,以电动汽车为代表说明通过需求响应和储能优化电能替代项目的运行对评估指标具有积极影响。     

智能电网用户端 讲座 第三讲 智能电网用户端电能管理系统

本文通过十二五节能减排政策以及政府规划内容引出智能电网用户端电能管理系统。介绍了电能管理系统的主要组成部分以及三层能源管理系统架构,并通过对电能管理关键技术的阐述和分析,以便更好地理解电能管理系统在智能电网用户端体系中扮演的角色。