某家庭用電策略優(yōu)化算法的仿真實驗與結(jié)果分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7252某家庭用電策略優(yōu)化算法的仿真實驗與結(jié)果分析案例 1128881.1仿真參數(shù)設(shè)定 17561.2仿真結(jié)果及分析 41.1仿真參數(shù)設(shè)定為了印證本篇文章所提的策略的有效性以某個居民小區(qū)作為案例進(jìn)行分析，仿真區(qū)域當(dāng)中共計有200戶用戶，其中100戶能夠參加的互動中來。電價設(shè)定為階梯定價，比如0:00-6:00和22：00~24：00采取的是低峰值的定價，其余的時間都采用高峰的定價，電力公司購買電能的成本是0.4每千瓦時，倘若供應(yīng)前的固定定價是0.3元，峰值定價是0.6元，那么上限是0.35元，下限為0.25元，定價采用0.01元作為精度范圍。定價系數(shù)取得是0.3，用戶測電壓取的是220V，按照配電技術(shù)手冊，功率因數(shù)取得是0.9，電阻取的是l0Ω，隨機(jī)仿真步長取的是5分鐘，假設(shè)負(fù)荷在分布的過程當(dāng)中不是隨機(jī)分布的，上下限分別是家用電器當(dāng)中非熱負(fù)荷當(dāng)中的上下限數(shù)值，負(fù)荷和光伏等參數(shù)非常多，需要集合到圖表當(dāng)中來簡化操作。(a)負(fù)荷參數(shù)優(yōu)化前非熱符合功率見圖4-1：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1優(yōu)化前非儲熱負(fù)荷參數(shù)非熱負(fù)荷的上下限分別為優(yōu)化前功率的1.2倍和0.8倍。熱負(fù)荷本文采用熱水器，熱水需求量見圖4-2：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2熱水需求量(b)環(huán)境參數(shù)：表4-SEQ表4-\*ARABIC1環(huán)境數(shù)據(jù)查看熱水器的銘牌之后，它的額定功率是0.5kw，在模型當(dāng)中m=150，C=300，R=0.542，Q=300，隨機(jī)選取200戶的居民作為研究案例，每一戶的非熱功率數(shù)值和熱水需求量以圖4-1和圖4-2所示。按照博弈過程當(dāng)中所獲得的均衡，本文把這個稱為納什均衡，但是由于博弈，雙方的態(tài)度和目標(biāo)是不一致的，所以通過控制負(fù)荷，使得電費(fèi)的支出費(fèi)用最低，電力公司可以采用波動定價，來使得它們所獲得的收益達(dá)到最高值，最終二者在博弈之間形成了一個均衡的狀態(tài)。兩者之間所要達(dá)到利益共同點(diǎn)就必須要達(dá)到一個均衡，任何一方改動都不會使利益達(dá)到最優(yōu)化。通過改變兩者之間的目標(biāo)，形成最終的一個默契，相當(dāng)于是兩者之間形成了沒有合約的協(xié)議，所以這個博弈解就是最優(yōu)解。在電力公司和用戶之間的相互互動過程當(dāng)中，也涉及到了粒子群算法，它所涉及的相關(guān)參數(shù)是：學(xué)習(xí)因子C1和C(c)電價參數(shù)假設(shè)定價初始值如4-2所示：表4-SEQ表4-\*ARABIC2算例電價數(shù)據(jù)1.2仿真結(jié)果及分析優(yōu)化前后用戶非熱負(fù)荷對比如圖4-3所示：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3優(yōu)化前后非熱負(fù)荷對比按照圖1.3之間的對比，本文能夠看出在優(yōu)化之后，用戶非熱負(fù)荷的功率產(chǎn)生了波動，但是變化無序，而且并不明顯，說明非熱負(fù)荷，在兩者互動的過程當(dāng)中起到的作用并不明顯，在優(yōu)化前熱水器的開關(guān)狀態(tài)如下圖所示圖4-SEQ圖4-\*ARABIC4優(yōu)化前熱水器開關(guān)狀態(tài)優(yōu)化后熱水器開關(guān)狀態(tài)如圖4-5所示：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC5優(yōu)化后熱水器開關(guān)狀態(tài)通過4-5和4-4兩者之間的對比，能夠發(fā)現(xiàn)熱水器的開關(guān)狀態(tài)波動起伏是比較大的，在優(yōu)化之前熱水器的工作時長主要是在4：00~5：00這個時間段，這個時間段正好是波谷時間段在優(yōu)化之后，時間產(chǎn)生的較為均勻。平衡并不具備了隨機(jī)性的特點(diǎn)，所以對于削峰填谷的作用已經(jīng)產(chǎn)生了較為顯著的作用本文同樣以200家用戶作為案例，并且采用了控制變量法和對比分類法，把這些用戶隨機(jī)換成等量的兩組，其中一組不參加到互動中來，另外一組則正好相反，這些用戶參數(shù)按照下圖所示的參數(shù)，取0.8~1.2倍作為隨機(jī)倍數(shù)統(tǒng)計，這些用戶在優(yōu)化之前和優(yōu)化之后所產(chǎn)生的電費(fèi)平均值以及電力公司的收益按照表4-3所示：表4-SEQ表4-\*ARABIC3用戶電力公司目標(biāo)優(yōu)化前后對比在優(yōu)化之后，峰谷電價和現(xiàn)階段執(zhí)行的電價并不一樣，能夠給電力公司作為一個定價的參考數(shù)值。在優(yōu)化之后，家庭用戶采用智能用電優(yōu)化，所有的電費(fèi)都較優(yōu)化之前有所下降，同時在這樣的狀態(tài)之下，電力公司的收益并不會因為家庭用戶電費(fèi)支出減少而降低。表4-3所示結(jié)果顯示在優(yōu)化之后，谷電價價和峰電價差距比在優(yōu)化之前更大了，削峰填谷的作用已經(jīng)明顯改善，電力公司的收益也水漲船高，比優(yōu)化前有了非常大的提升，電力公司所產(chǎn)生的收益主要是通過售電量和成本兩者之間的差值產(chǎn)生的，雖然優(yōu)化之后電力公司的售電量降低了不少，但是由于成本有所降低，線損有所降低，所以導(dǎo)致它們的利潤是不斷增長的，性損的減少的原因是通過高峰期的削峰作用，通過填谷來達(dá)到總價的均衡，使得電力系統(tǒng)的電線得到了緩慢的釋放。通過圖4-5到圖4-3的對比，了解到熱水器在用戶負(fù)荷的轉(zhuǎn)移當(dāng)中起到了非常關(guān)鍵的作用，通過出臺波動電價，波谷電價能夠顯著的把均值拉開，形成均值線性比較良好的用電負(fù)荷，降低了電力公司的成本，這樣的結(jié)果跟表1.3的結(jié)果能相互印證。本文對這個的結(jié)果進(jìn)行了仿真顯示，在優(yōu)化前和優(yōu)化之后，負(fù)荷得到了快速的轉(zhuǎn)移，表4-3的結(jié)果顯示用戶用電費(fèi)用雖然有降低，但是電力公司的收益并沒有降低，其中參加到與電力公司互動的用戶用電費(fèi)用，整體下降了11個百分點(diǎn)，沒有參加的用戶下降比例非常少，只有0.5個百分點(diǎn)，同時電力公司的收益上升了將近6個百分點(diǎn)，參加優(yōu)化前和參加優(yōu)化后之間的差距非常大，說明用戶能夠根據(jù)制定的削峰填谷的政策來執(zhí)行，