基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法

王玉彬; 董伟; 陈源奕; 杨强

doi:10.7500/AEPS20210517013

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基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法
- Data-driven Real-time Economic Regulation Method for Household Energy
- 电力系统自动化 2022年46卷第13期页码：21-29
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.浙江大学工程师学院，浙江省杭州市 310058
- 作者简介：
  
  王玉彬(1994—)，男，博士研究生，主要研究方向：综合能源系统优化运行与决策、电力系统状态估计与参数辨识。E-mail：wang_yb@zju.edu.cn
  董伟(1994—)，男，博士研究生，主要研究方向：知识与数据协同驱动的能源互联网能量管理、复杂系统建模与智能决策、数据驱动控制与学习系统等。E-mail：dong_w@zju.edu.cn
  陈源奕(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：图神经网络在复杂信息物理系统中的特征聚合和状态预测。E-mail：chenyuanyi@zju.edu.cn
  杨强(1979—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：人工智能在电力系统中的应用。E-mail：qyang@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52177119)
- DOI：10.7500/AEPS20210517013
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-05-17，
  
  修回日期：2022-02-09，
  
  网络出版日期：2022-04-25，
  
  纸质出版日期：2022-07-10
- 稿件说明：
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王玉彬,董伟,陈源奕等.基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):21-29.

WANG Yubin,DONG Wei,CHEN Yuanyi,et al.Data-driven Real-time Economic Regulation Method for Household Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):21-29.
王玉彬,董伟,陈源奕等.基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):21-29. DOI： 10.7500/AEPS20210517013.

WANG Yubin,DONG Wei,CHEN Yuanyi,et al.Data-driven Real-time Economic Regulation Method for Household Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):21-29. DOI： 10.7500/AEPS20210517013.

摘要

分布式电源和大量用户侧可调资源的接入使得通过需求侧响应提高系统的用能效率、节约用电成本以及实现清洁能源转型成为现实。然而，分布式发电的不确定性和间歇性以及用户负荷的随机波动使得依赖于预测数据的模型驱动调度方法存在预测误差导致调度效果不佳的问题。针对以上问题，提出了一种基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法。该方法首先建立家庭能量系统的数学模型，然后利用历史数据基于模型驱动方法构建训练数据集；所构建的训练数据集将用于人工神经网络的监督学习，从而建立基于数据驱动的调度决策模型；之后，在新的场景到来时由该模型输出调度结果并施加设备约束得到调度决策。仿真表明，所述方法可以基于电价变化协调用电器和储能系统的运行，在保证用电器和储能系统安全运行的前提下实现经济运行。

Abstract

The integration of distributed generators and a massive amount of customer-side adjustable resources makes it possible to improve system energy efficiency

save electricity costs and achieve clean energy transition through demand-side response. However

the uncertainty and intermittency of distributed generation as well as the random fluctuation of customer load make the model-driven regulation methods that rely on forecasted data have the problems of poor regulation results due to forecast errors. To address the above problems

a data-driven real-time economic regulation method for the household energy is proposed. The method first establishes a mathematical model of the household energy system

and then uses historical data to construct a training sample dataset based on the model-driven approach. The constructed training dataset will be used for the supervised learning of the artificial neural network to build a data-driven regulation decision model. Afterwards

when a new scenario arrives

the model outputs the regulation results and imposes equipment constraints to obtain regulation decisions. Simulations demonstrate that the proposed method can coordinate the operation of the electrical appliances and the energy storage system based on the change of electricity price

which can achieve the economic operation while ensuring the safe operation of the electrical appliances and the energy storage system.

关键词

Keywords

references

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