本研究旨在探讨在分时电价机制下的家庭可调节负荷多场景能量管理策略。为此,研究通过构建涵盖电动汽车、空调、热水器及烘干机等典型家庭用电设备的能量管理模型,系统分析在不同电价条件下用户的最优用电行为。该研究基于MATLAB平台实现,并借助YALMIP工具箱与CPLEX或GUROBI求解器完成优化计算。代码设计兼顾易用性与扩展性,便于初学者学习与借鉴,同时也为后续相关研究提供了结构清晰、注释详尽、模块化程度高的基础框架。
研究设置了三种典型场景进行仿真模拟,分别是动态电价下的工作日、动态电价下的节假日,以及分时电价激励下的工作日。在动态电价场景中,结合普通上班族的作息规律,设定工作日白天用户主要在公司活动,早午餐在外解决,晚间返回家中;节假日则设定用户全天居家,仅短暂外出采购必需品,且不考虑电动汽车用电需求。所有场景均以每日14点为时间节点,将调度区间统一划分为从前一日14点至当日14点。
在动态电价机制下,研究分别针对工作日与节假日探讨经济最优的用电策略。对于工作日场景,围绕用户晚间居家时段较长的特点,优化目标侧重于降低该时段用电成本。而在节假日场景中,由于用户全天在家,优化需统筹三餐烹饪、清洁卫生等家庭活动的用电需求,同时尽可能减少总电费支出。上述两种场景均通过CPLEX或GUROBI求解器进行优化求解,以确保模型结果的科学性与可靠性。
在分时电价激励下的工作日场景中,研究在追求经济性的基础上,进一步引入了用户舒适度作为优化目标。该场景假设用户作息与动态电价下的工作日保持一致,即白天在外工作、晚间返回家中。通过优化调度家庭用电设备,研究不仅力求降低用电成本,同时也注重提升用户的居家体验,例如合理安排空调与热水器的运行时段,以实现在经济性与舒适性之间的有效平衡。该场景的设计使得家庭能量管理策略更加全面,为实际应用提供了更具综合性的解决方案。
参考文献:《基于分时电价和蓄电池实时控制策略的家庭能量系统优化》参考部分模型,《计及舒适度的家庭能量管理系统优化控制策略》参考部分模型
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