基于分时电价和需求响应的家庭微电网系统协同控制策略及其实现

仲志强，成海生，蔡华，张辉辉，江御龙

（南瑞集团有限公司，江苏省 南京市 211106）

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面对全球节能减排以及能源安全的巨大挑战，大力发展可再生能源将成为推动经济转型的重要手段[1]。利用光伏能源分布广的特点，可在分散屋顶安装分布式光伏发电系统直接为居民家庭负荷供电，这样不仅减少了居民用户的电费支出，而且降低了电网运行负荷高峰期的压力[2]。另外，随着家庭电动汽车的日益普及，多数电动汽车每天闲置不用的时间较长[3]，这使得电动汽车上的大容量电池参与居民家庭负荷供电成为了可能，电动汽车作为电网的可控负载和分布式储能，具有削峰填谷、后备电源、降低成本等作用[4-5]。居民家庭负荷、分布式光伏发电系统、电动汽车（动态储能）以及家用蓄电池（静态储能）共同构成了家庭微电网。家庭微电网是智能配电网的重要组成部分和主要建设内容[6-7]。随着智能电网不断发展，家庭居民用电将参与电网的优化调度运行，这对居民智能用电的发展提出了更高要求[8]。

家庭微电网作为典型的信息物理系统(cyber physical system, CPS)，是集信息采集、管理决策、控制与通信为一体的综合系统，可最大限度地发挥分布式能源在经济、能源和环境中的优势，实现居民用户的利益最大化。目前，国内外学者针对家庭微电网优化调度问题进行了大量研究，主要包括居民负荷分类[9-10]、优化调度模型[11-14]和求解算法[15-16]等，然而实现家庭微电网优化调度仍存在诸多问题。……