(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111566631.6 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 上海电力大 学 地址 200090 上海市杨 浦区平凉 路2103号 (72)发明人 吴琼　李濮如　任洪波　李琦芬　 杨涌文　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 代理人 丁云 (51)Int.Cl. H02J 3/14(2006.01) H02J 3/32(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01)G06N 7/08(2006.01) (54)发明名称 一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系 统优化运行方法 (57)摘要 本发明涉及一种兼顾成本与舒适度的家庭 能源管理系统优化运行方法， 该方法包括： 建立 家庭能源管 理系统内部各设备的设备模型； 根据 所述设备模型建立兼顾成本与舒适度的家庭能 源管理系统多目标优化的数学模 型； 利用改进粒 子群算法求解所述多目标优化的数学模型得到 优化结果， 确定各设备的运行状态。 与现有技术 相比， 本发明一方面， 考虑从运行成本和舒适度 两个方向入手， 建立系统的多目标优化模型， 尽 可能的同时降低系统的运行费用和提高用户的 舒适度,另 一方面， 采用改进粒子群算法对所建 立模型进行求 解， 并优化各设备的使用时间。 权利要求书3页 说明书11页 附图6页 CN 114221348 A 2022.03.22 CN 114221348 A 1.一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 该方法包 括： 建立家庭能源管理系统内部各设备的设备模型； 根据所述设备模型建立兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统多目标优化的数学模 型； 利用改进粒子群算法求解所述多目标优化的数学模型得到优化结果， 确定各设备的运 行状态。 2.根据权利要求1所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的设备模 型包括可调整负荷 模型、 不可调整负荷 模型、 蓄电池模型以及电 动汽车模型。 3.根据权利要求2所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的可调整负荷模型包括： 可中断负荷模型， 具体为空调模型： Tin(t)＝Tin(t‑1)+α(Tout(t)‑Tin(t‑1))+β p(t) 其中， Tin(t)表示时间t时的室内温度； Tin(t‑1)表示时间t ‑1时的室内温度； Tout(t)表示 时间t时的室外温度； p(t)表示空调在t时间的功率； α表示室外温度对室内温度的影响系 数； β 表示空调的温度调节系数， β ＞0表示空调处于加热状态， β ＜0表示空调处于制冷状态； 可转移负荷模型： 其中， Pa(t)是可转移负载a在时段t中消耗的电能； 是可转移负载a的额定能耗； sa (t)为0‑1变量， sa(t)为1表示可转移负载a打开， sa(t)为0表示可转移负载a关闭； 是可转移负载a允许工作的开始和结束时间； Ha是可转移负载a的工作周期。 4.根据权利要求2所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的不可调整负荷模型表示 为： 其中， Pc是i时刻不可调整负载的瞬时功率； 为不可调整负载c在i时刻的工作状态， 为0‑1变量， 为1表示不可调整负载开启， 为0表示不可调整负载关闭； Pc， rated为不可 调整负载的额定功率； Ec是不可调整负载的总功耗； dc是不可调整负载的总工作时间。 5.根据权利要求2所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的蓄电池 模型包括： 充电模型：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114221348 A 2放电模型： 其中， SOC(t)表示t时段蓄电池的荷电状态； Cnet(t)表示t时段蓄电池的剩余容量； Cbat 表示蓄电池的额定容量； SOC(t+1)表示t+1时段蓄电池的荷电状态； Pch(t)表示时段t蓄电池 的充电功率； Δt表示时间变化量； ηch表示蓄电池充电效率； Pdisch(t)表示时段t蓄电池的放 电功率； ηdisch表示蓄电池放电效率。 6.根据权利要求2所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的电动汽车模型包括： 充电模型： 放电模型： 约束条件： 其中， SOCE(t)表示t时段电动汽车的荷电状态； Enet(t)表示t时段电动汽车的剩余容量； Ebat表示电动汽车的额定容量； SOCE(t+1)表示t+1时段电动汽车的荷电状态； Pch(t)表示时 段t电动汽车的充电功率； Δt表示时间变化量； ηch表示电动汽车充电效率； Pdisch(t)表示时 段t电动汽车的放电功率； ηdisch表示电动汽车放电效率； αE、 βE为电动汽车接入家庭能源系 统的开始和结束时间； SOCE(t)、 pE(t)是电动汽车在t时段的荷电状态和功率； SOCH是电动汽 车出发时间的最小SOC限值； H为荷电状态限定值。 7.根据权利要求1所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的家庭 能源管理系统多目标优化的数学模型包括成本目标函数、 舒适度 目标函数、 功率约束、 温度约束。 8.根据权利要求7所述的一种兼顾成本与舒适度的家庭能源管理系统优化运行方法， 其特征在于， 所述的成本目标函数为： minFtotal＝Ctotal‑CF‑CDR‑h( λp+λs) 其中， Ftotal为电力成本， Ctotal为电力相关支出， CF为净负载平坦度成本， CDR为参与需求权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114221348 A 3