家庭能源管理论文（16页）

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PGE \* MERGEFORMT PGE \* MERGEFORMT 1 家庭能源治理论文 1智能电XX环境下家庭能源治理系统新需求 在不同的电XX结构下家庭能源治理系统具有不同的功能，家庭能源治理系统作为智能电XX的有机组成部分，智能电XX为其提出了新的功能需求。传统电XX的能量流向是单向的，即电能由少量大容量发电厂集中生产，然后通过大规模的输电XX、配电XX送至用户侧，最终由用户消费掉。在这种模式下，家庭用户只是电能的消费者，被动参与电XX的运行，家庭能源治理系统的功能就是提高用电效率，实现节能减排，功能单一；并且这种家庭能源治理系统主要考虑单一用户用电效率的提高和舒适度的增加，并未考虑大量用户协同工作对电XX的影响。智能电XX除了大容量集中式发电厂外，还包含大量分布式电源和可再生能源，它具有复杂的潮流分布。电XX和用户之间的能量流是双向的，家庭用户不仅可以消费来自电XX的电能，而且可以将本地分布式发电装置产生的多余电能售给电XX以获得相应的经济效益。智能电XX是一个完全自动化的供电XX络，其中的每一个用户和节点都得到实时的操纵，并保证从发电厂到用户端电气之间的每一个点上的电流和信息的双向流动；能保证电XX上各成员之间的无缝连接和实时互动。除了提高居民侧用电效率、实现节能减排外，智能电XX环境下的家庭能源治理系统需要具备以下新功能： 1）支持需求响应在居民侧的实施。目前电力资产利用效率低，研究表明20%的系统容量仅用于满足电力峰值需求，其运行时间仅占系统运行时间的5%。通过实施需求响应可以降低电力需求的“峰谷比”和电力资产投资额，提高电力资产的利用效率，增强电力系统运行的安全性。需求响应在大工业用户和商业用户中已经得到了实施；然而单个家庭用户用电量少，而用户数量众多，在传统电XX下无法有效实施需求响应。但据美国能源治理委员会（FederlEnergyRegultoryCommission）报告，居民用户侧是通过实施需求响应来削减电力峰值需求的最大潜在领域。在智能电XX环境下，借助于家庭能源治理系统可以实现这一功能。此外，居民用户通过家庭能源治理系统对电力公司公布的动态电价信号进行合适的响应，对用电设备进行优化操纵可以降低用户用电费用。 2）支持风力发电、光伏发电等分布式可再生能源接入电XX。智能电XX中存在大量的分布式电源，其中风电和光伏发电是居民侧最常见的分布式可再生能源形式，它们对于提高可再生能源的利用率、优化能源结构、降低用户用能费用具有重要意义，但同时使配电XX中的潮流复杂化。另外风能、太阳能具有间歇性和随机性的特点，风电和光伏发电的大规模接入会给电XX电能质量和电XX的安全运行带来挑战。家庭能源治理系统需要为家庭用户拥有的分布式可再生能源接入电XX提供支持。 3）支持大规模电动汽车安全接入电XX。电动汽车具有节能环保、运行费用低的优点，对于减少交通运输领域的能量消耗和温室气体排放具有重要的作用。但电动汽车具有电池容量大、充电功率高、接入电XX充电时间集中的特点。大量电动汽车无序接入电XX充电会造成电力需求峰值增加，电XX供需失衡，输电线路和变压器过载等后果，降低电力资产利用率，寿命，威胁电XX的安全运行。通过家庭用电XX络接入电XX是电动汽车入XX充电的重要方式之一，利用家庭能源治理系统对电动汽车的充电过程进行操纵可以削弱或消除电动汽车上XX充电对电XX的不利影响[14]，同时减少用户的用电费用。综上，智能电XX环境下家庭能源治理系统除了实现提高用电效率、节能减排的基本功能外，还要为居民侧需求响应的实施、分布式可再生能源和大规模电动汽车安全接入电XX、降低用户用能费用提供支持，这些新需求的实现为该领域的研究提出了新挑战。 2智能电XX环境下家庭能源治理系统组成 与传统的家庭能源治理系统相比，智能电XX环境下的家庭能源治理系统实现的功能更多、更复杂，需要全新的系统结构支持这些功能的实现。智能电XX环境下家庭能源治理系统示意图如图1，它主要包括三类设备：用电负载、储能设备和分布式电源。根据用电模式和用户需求不同，用电负载分为可调度负载和不可调度负载。HVC（Heting,VentiltionndirConditioning）系统、洗衣机、干衣机、热水器、洗碗机、电动汽车、用于家庭泳池的抽水泵等，在一定条件下对这些设备的运行进行调度不会影响到用户的舒适度，它们是可调度负载。不可调度负载主要包括计算机、打印机、冰箱、家庭娱乐系统、照明系统、安保系统等，对这些负载进行调度会严峻影响用户的需求中意度。对可调度负载的运行进行优化调度是实现居民侧需求响应的重要途径之一。电动汽车是一种特别的可调度负载，它不仅可以通过G2V（GridtoVehicle）从电XX中

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