（国网新疆电力公司电力科学研究院）
摘要：现代建筑实践应用中服务功能的优化，为智能家电的广泛使用创造了有利的条件。结合当前居民用户生产生活的实际发展现状，可知不同类型的智能家电为 居民用户提供了良好的服务，扩大了智能用电的实际影响范围。实践过程中为了提升电力需求侧管理工作水平，提高电能利用效率，需要在计算机网络及信息技术的支持下实现居民用户智能用电建模，并对其进行优化仿真分析，并对其优化效果进行综合评估。基于此，本文将对居民用户智能用电建模及优化仿真进行分析。
关键词：居民用户；智能用电；建模；优化仿真；电力需求侧
居民用户实践过程中大功率智能家电数量的持续增加，给电力系统的稳定运行带来了潜在的威胁。因此，需要注重居民用户智能用电建模及优化仿真分析，增强电力系统运行安全性的同时降低居民用户用电成本，促使电力需求侧管理工作能够落到实处。同时，通过对居民用户智能用电的优化处理，有利于保持智能家电良好的工作性能，实现电网负荷的有效控制，并增加我国电力企业的整体生产效益，为居民用户提供优质的服务。
一、实践过程中居民用户智能用电建模分析
（一）居民用户智能家电的用电特性
为了实现居民用户智能用电模型构建，增强模型适用性，需要了解其智能家电的用电特性。具体表现在以下方面：
（1）居民用户在使用智能家电过程中，为了降低其用电成本，往往考虑在低时段时使用智能家电，且这些家电为居民用户的生活必须用品。比如，居民用户在洗澡的过程中为了确保水温适宜性，需要对温度进行合理设置。针对居民日常生活中的非必需用电需求，需要结合实际情况，注重用电成本的有效控制，并保持智能家电实践应用中良好的功能特性。
（2）居民用户通过对智能家电持续用电时长的合理设定，有利于提升智能家电能耗控制水平，促使其能够处于稳定高效的运行状态。因此，需要根据实际情况，加强居民用户智能家电用电特性分析，确保这些家电在居民用户日常生活中用电成本的良好经济性。
（二）智能用电特性建模
假设每小时分成ｎ个时间段，即每个时间段为60／n min，一天分为24n个时间段。例如：把每小时分成６个时间段，则每个时间段为 10 min，每天分为144个时间段，即时间段ｓ＝１，２，…，１４４。理论上ｎ越大，则每个时间段越短，模型精度越高，但计算量也越大。因此，实际中ｎ 的数值要综合多种因素来决定，如60／n的选取要能描述智能家电的运行模式。
智能家电集合用Ａ表示，对于任一属于Ａ的智能家电a，其一日内的用电情况可用向量
电价机制可采用目前较为常用的分时电价或实时定价。实际情况下智能家电的运行是由人的意愿来决定的，其用电时间有一定范围限制，即其运行起始时间和结束时间是有限制的。实践过程中应明确智能家电允许的最早起始和最晚结束运行时间段，并确定智能家电的实际起始运行时间段、实际结束运行时间段、智能家电完成某一任务所需的总运行时间段数量。
实际过程中对智能家电ａ，其运行约束包含等式约束和不等式约束。具体表现在以下方面：
三、不同因素对居民用户用电安排优化的影响分析
优化用电任务，实质是要合理安排用电任务的时间，即决定用电任务的中断次数和起 始时间段。在具体的处理中应遗传算法来求解用电任务优化问题。应用遗传算法求解时，遗传编码代表的就是所有用电任务的中断次数和用电起始时间段，其由二进制数值串构成。在对居民用户用电安排优化的影响分析过程中，应从以下方面入手：
（一）电价机制对用电安排优化影响分析
在不同电价机制下采用智能用电优化方法得到的各时段负荷分布，包括随机用电实时电价机制下用电优化安排，以及分时电价机制下用电优化安排。实践过程中应在实时电价和分时电价作用下，居民用户通过调整智能家电的用电起始及用电结束时间限制，增加家电的用电时间段范围，对用电任务进行优化安排，可降低总用电费用。而且可以看到，实时电价下居民用户的用电费用更低。同时，在实时电价和分时电价下，虽然居民用户峰值负荷明显小于随机用电情况下的峰值负荷，但由于优化目标是用电费用最低，因此，实时电价下的峰值负荷转移效果不如分时电价下的峰值负荷转移效果。
（二）用电行为对用电安排优化的影响分析
居民用电行为即智能家电的最早起始时间段、最晚结束时间段、最大允许中断次数等设置的不同会对用电安排优化造成影响。实践过程中随着用电负荷允许用电时间段空间越来越大，居民用户的总用电费用越来越小。但是，允许用电时间段空间越大，使得用户可以把更多的用电任务放到电价更低的时段，可能会造成大量用电负荷集中于电价较低时间段工作，
从而导致形成新的负荷尖峰。同时，用电负荷的最大允许中断次数也是影响用户用电安排和最终用电费用的因素之一。因此，需要通过对居民用户用电行为规范、可中断用电负荷控制的方式实现居民用户智能用电安排优化。
结束语
当前形势下各种智能家电逐渐进入到居民日常的生产生活中，为其提供便利的同时可能会增加用电成本。因此，需要在落实电力需求侧管理工作的过程中，重视居民用户智能用电建模，并加强其优化仿真分析，实现对居民用户用电成本的有效控制，并增强电网运行安全性。在智能用电建模及优化仿真的过程中，也需要根据居民用户的实际情况，对得到模型的适用性及仿真效果进行科学评估，为智能家电应用范围扩大提供保障，并使居民用户能源能够得到充分利用。
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论文作者:吴思玥,阿不都艾尼•阿不都瓦依提,孙枭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/12
标签：家电论文; 智能论文; 居民论文; 用户论文; 时间段论文; 电价论文; 建模论文; 《电力设备》2017年第32期论文;