隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷實(shí)踐，分布式發(fā)電技術(shù)得到大力的發(fā)展。為推動分布式發(fā)電的應(yīng)用，國家發(fā)展改革委2013年印發(fā)關(guān)于《分布式發(fā)電管理暫行辦法》，提出對于分布式發(fā)電，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)提供并網(wǎng)服務(wù)，政府給一定補(bǔ)貼等規(guī)定。
家庭供電網(wǎng)絡(luò)不在是單一的用電負(fù)荷的角色，而兼有發(fā)電的角色。家庭負(fù)載也不是單一的由交流電網(wǎng)供電，而是還有本地的分布式電源供電。家庭能效管理與能源消費(fèi)也不在是簡單的用電管理，智能電網(wǎng)與家庭能效的管理是一種雙向互動的方式，有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。
家庭能效管理會主動參與到智能電網(wǎng)的綜合控制中，達(dá)到電網(wǎng)可以給用戶更經(jīng)濟(jì)更好的服務(wù)，同時家庭負(fù)荷可以通過避免電網(wǎng)高峰時段運(yùn)行等方法確保電網(wǎng)更加安全有效的運(yùn)行。
智能電網(wǎng)與分布式電源的結(jié)合，催生了家庭微電網(wǎng)能效管理概念的提出和發(fā)展。近幾年來已經(jīng)有大量的研究和實(shí)踐，分布式電源在家庭中的不斷應(yīng)用帶動了整個行業(yè)發(fā)展模式的改變。戶用分布式發(fā)電中應(yīng)用最多的是光伏發(fā)電，分布式光伏發(fā)電與儲能結(jié)合起來可以實(shí)現(xiàn)對家庭能效的優(yōu)化利用。
光/儲一體化智能逆變器可以實(shí)現(xiàn)光伏電池板和儲能蓄電池同時接入電網(wǎng)運(yùn)行，并通過對電池板和蓄電池的協(xié)調(diào)管理，實(shí)現(xiàn)最大功率并網(wǎng)發(fā)電、功率可調(diào)度并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)運(yùn)行三種工作模式。將智能家庭能效管理策略與光/儲一體化智能逆變系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)家庭用電的優(yōu)化控制，提高家庭用電經(jīng)濟(jì)性。
本文提出一種基于光/儲一體化智能逆變器的家庭能效管理策略，給出了家庭微電網(wǎng)系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖，做了詳細(xì)的介紹。通過對家庭能效管理的數(shù)學(xué)模型的分析提出一種針對分時電價的能效管理策略，達(dá)到家庭用電費(fèi)用最低的目標(biāo)，通過Matlab/Simulink仿真分析驗(yàn)證了控制算法的正確性。
1 基于智能逆變器的家庭微電網(wǎng)的系統(tǒng)整體架構(gòu)模式
由各種分布式電源、儲能單元、負(fù)荷以及監(jiān)控和保護(hù)裝置組成的集合，具有靈活的運(yùn)行方式和可調(diào)度性能，能在并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行兩種模式間切換，這是微電網(wǎng)的定義。而家庭微電網(wǎng)可以理解，在一戶人家的用電網(wǎng)絡(luò)具備上述定義中的功能和特點(diǎn)，我們就可以稱之為家庭微電網(wǎng)。
本文設(shè)計(jì)一種基于智能逆變器的家庭微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的相關(guān)功能，并且使用設(shè)備數(shù)量很少，便于應(yīng)用于安裝分布式發(fā)電的用戶家庭中。
1.1光/儲一體化智能逆變器功能簡介
分布發(fā)電中用的并網(wǎng)逆變器的特點(diǎn)是功率等級小，但集成的功能較多，較傳統(tǒng)并網(wǎng)逆變器更智能。光/儲一體化智能逆變器可接入兩路獨(dú)立的光伏發(fā)電單元，和一路儲能單元，具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1 智能逆變器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
