科创中国

离散二进制粒子群优化算法,楼宇能量管理系统,光伏消纳,储能调度

随着分布式能源渗透率的不断提高，构建以楼宇为单位的能量管理系统成为用户侧能源消费结构变革的必然趋势。文章以含有光伏和储能装置的楼宇为对象，根据负荷特性将楼宇负荷分为可调度负荷和不可调度负荷，建立楼宇电费最低和光伏最大本地消纳模型，研究这2个模型在不同权重系数下的目标函数，采用改进离散二进制粒子群优化算法(discrete binary particle swarm optimization algorithm,DBPSO)优化可调度负荷的工作时间。在不同情形下进行仿真，验证了所提模型在光伏本地消纳和楼宇能量管理方面的有效性和经济性。

一、本文在家庭能量管理系统的基础上结合中国城市楼房的特点，提出含有用户光伏发电和储能调度的楼宇能量管理系统。根据负荷特性将楼宇负荷分为可调度和不可调度负荷，建立楼宇电费最低模型和光伏最大本地消纳模型，研究这2个模型在不同权重系数下的目标函数，并基于改进离散二进制粒子群优化算法优化求解可调度负荷的工作时间。 二、本文针对含有光伏和储能装置的楼宇能量管理系统，构建了楼宇能量的消费结构模型。采用改进的离散二进制粒子群优化算法确定可调度负荷的0-1整数优化，以楼宇在无光伏和储能装置的负荷调度、只含光伏的负荷调度、含光伏和储能装置的负荷调度3种情形为算例，对仿真结果进行分析得到以下结论: 1)给出了含有光伏和储能装置的楼宇能量管理方案。户用光伏与楼宇储能相结合能提高光伏的本地消纳，减小楼宇与电网的交互功率。 2)含有光伏和储能装置的楼宇能量管理系统能极大地降低楼宇的用电费用。在分时电价的激励下，利用可调度负荷工作时间的转移达到电费降低的效果。算例中总电费降低了72.47%。 3)在不同权重系数的设置下，楼宇电费和光伏利用率以及可调度负荷的工作时间均略有不同，需要楼宇根据自身的需求来确定。

新能源电力系统国家重点实验室是以华北电力大学“电力系统保护与动态安全监控”教育部重点实验室为基础，整合学校其他优势科技资源而形成的独立运行的研究实体，2011年3月由科技部批准建设，2014年9月通过专家验收。先后于2013年和2018年通过科技部组织的评估，结论“良好”。现任实验室主任为刘吉臻院士，学术委员会主任是舒印彪院士。自批准建设以来，实验室利用国家重点实验室专项经费和学校自筹经费，购置和研制科研仪器设备，开展科研设施建设。现有科研用房面积约9000平米，拥有一批开展新能源电力系统基础理论与关键技术创新研究的重要科研装备，其中20万元以上的专用设备100台（套）共10778.10万元。拥有涉及材料器件、装备及智能化、物理模拟、仿真系统、测量控制等五大类实验平台，包括风电控制系统实验室、风电空气动力学与气象实验室、风电场实验室、光伏发电系统运行与仿真实验室、电力系统动态模拟实验室、超导电力实验室、大功率半导体器件可靠性实验室、器件特性测试实验室、器件封装实验室、柔性装备电磁特性实验室、电磁兼容实验室、先进绝缘固体/液体材料实验室、先进传感实验室、电力装备智慧医院实验室、先进测量技

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