本发明公开了一种基于BPSO和综合储能策略的HEMS调度方法,涉及家庭能源管理优化控制技术领域,该方法包括:基于工作特性分析,分类建立HEMS各子模块的数学模型;划分HEMS各子模块的工作时隙,收集环境电气变化数据;根据工作时隙和实时电价制定储能系统的综合储能调度策略;建立以电费最小化为优化目标的家庭智能用电设备优化调度模型,基于改进的BPSO算法求得最佳家庭用电优化计划。该方法改进了家庭能源管理中低综合性、单种设备调度等不足问题,综合考虑到电动汽车的接入、蓄电池和用电负荷的多端调控等情况,且寻优过程效率高、具有较好的应用前景。

当处于第一工作模式时，电动汽车不接入家庭微电网，通过Pα(t)＝PEA(t)+PAC(t)+PSA(t)-PPV(t)计算HEMS能量，其中Pα(t)为HEMS所处能量状态，PPV(t)为时隙t的户用光伏输出功率；若Pα(t)>0并且RTP(t)>RTPESSdis，其中RTPESSdis为蓄电池放电阈值电价，则蓄电池放电，若Pα(t)>0并且RTP(t)≤RTPESSdis，则HEMS由市电供电、蓄电池不动作，PESS(t)＝0；若Pα(t)≤0，则蓄电池充电，计算总功率PG(t)＝Pα(t)+PESS(t)，输出电费G＝PG(t)×RTP(t)×Δt；

当处于第二工作模式时，电动汽车为V2H互通模式，通过Pα(t)＝PEA(t)+PAC(t)+PSA(t)-PPV(t)计算HEMS能量；若Pα(t)>0并且RTP(t)>RTPESSdis，则蓄电池放电，若Pα(t)>0并且RTP(t)≤RTPESSdis，则HEMS由市电供电、蓄电池不动作，PESS(t)＝0；若Pα(t)>0并且RTP(t)>RTPPEVdis,其中RTPPEVdis为电动汽车放电阈值电价，则电动汽车放电，若Pα(t)>0并且RTP(t)≤RTPPEVdis，则电动汽车不动作，PPEV(t)＝0；若Pα(t)≤0，则蓄电池充电，计算总功率PG(t)＝Pα(t)+PESS(t)+PPEV(t)，输出电费G＝PG(t)×RTP(t)×Δt；

当处于第三工作模式时，电动汽车作为普通充电负载，若RTP(t)<RTPPEVch,其中RTPPEVch为电动汽车充电阈值电价，则电动汽车充电，否则电动汽车不动作，PPEV(t)＝0；通过Pα(t)＝PEA(t)+PAC(t)+PSA(t)+PPEV(t)-PPV(t)计算HEMS能量；若Pα(t)>0并且RTP(t)>RTPESSdis，则蓄电池放电，若Pα(t)>0并且RTP(t)≤RTPESSdis，则HEMS由市电供电、蓄电池不动作，PESS(t)＝0；若Pα(t)≤0，则蓄电池充电，计算总功率PG(t)＝Pα(t)+PESS(t)，输出电费G＝PG(t)×RTP(t)×Δt。

传统家庭用电结构由于缺乏与市电信息双向互通和用电设备的调度规划，这不仅导致能源需求侧对于可再生资源的利用效率低下，还集中于用电高峰期购入电能并增加电网负载压力。家庭能源管理系统(Home Energy Management System，HEMS)的提出旨在实现家庭端的需求响应，来提高用户用电效率和质量。作为智能电网主要主导角色之一，家庭需求侧依据电网运行情况以及电价激励，再通过合理科学的分布式能源发电、储能系统的充放电计划以及智能化的用电负载调度，最终实现灵活的需求响应策略极具研究意义。

关于家庭能源管理策略研究现虽有学者研发出一套优化调度方案，但尚未考虑各用电设备负荷特性和工作特性，没有具有针对性的进行分类管控调度。此外现学者研究仍较为缺乏综合性强、多角度调度的问题背景，例如电动汽车的接入、储能电池和用电负荷的多端调控等情况。

江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀，源起1902年创建的三江师范学堂，历经国立中央大学、南京大学等发展时期；1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校，成立无锡轻工业学院；1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院；1995年更名为无锡轻工大学；2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学；2003年东华大学无锡校区并入江南大学。

通过BPSO优化后的温限负荷、可调度负荷和储能系统运行时段分散且分布合理，有效地避开用电高峰的弊端，灵活地体现其对于电价激励的敏捷反应能力。家用蓄电池和电动汽车通过综合储能调度策略合理性安排，即使在不同的工作时隙也能满足电费最小化；由蓄电池和电动汽车所组成的家庭储能系统可实现平滑负荷、储存太阳能电量、削峰填谷的作用。

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