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作者：张鹏伟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

用户用电是智能电网的重要一环,传统的用户用电方式是一种被动的用电方式,电力公司仅采集用户的电能消耗信息并进行计费,用户不能从电力公司获得信息,更不能参与电力系统的运行与管理。智能用电管理系统作为高级量测体系的主要组成部分... 详细信息

用户用电是智能电网的重要一环,传统的用户用电方式是一种被动的用电方式,电力公司仅采集用户的电能消耗信息并进行计费,用户不能从电力公司获得信息,更不能参与电力系统的运行与管理。智能用电管理系统作为高级量测体系的主要组成部分,以信息采集、网络通信、远程控制、数据分析、数据存储和物联网等作为技术支撑,可以让家庭用户在任何时间和地点都能实时了解其能耗情况,并能和电力公司进行双向信息互动、在不影响用户舒适度的前提下为用户定制合理的用电计划。本文以为家庭用户节省用电费用为目的,搭建了家庭智能用电管理系统,建立了家庭用电规划模型,基于遗传算法提出了家庭智能用电优化算法。首先,在分析蓝牙、Wi Fi、Zig Bee和GPRS等无线通信技术基础上,基于Zig Bee和GPRS构建了由智能交互终端、智能开关/插座、智能手机APP和用电设备等组成的家庭智能用电管理系统;根据用户的实际需求,确定了家庭智能用电管理系统的主要功能;在分析SMS、利用固定IP或花生壳软件自己搭建服务器、租赁第三方服务器或搭建VPS(虚拟服务器)等几种智能交互终端GPRS模块和智能手机之间通信方式的基础上,确定采用VPS方式实现家庭用电设备的远程监控功能。其次,确定了智能交互终端、智能开关/插座和智能手机APP的主要功能,制定了智能交互终端和智能开关/插座、智能交互终端和智能手机之间的通信协议;以微控制器STM32F407ZGT6、Zig Bee芯片CC2530F256、GSM/GPRS模块SIM900A为核心,设计了智能交互终端硬件电路;编写了智能交互终端软件,采用em Win图形用户界面编写软件设计了智能交互终端人机界面;设计了智能开关/插座硬件电路,编写了相应软件;基于Android操作系统及其SQLite数据库,开发了智能手机APP;在LAMP(Linux+Apache+Mysql+PHP)架构下,采用Web网页方式,搭建了VPS(虚拟服务器),实现了智能手机与智能交互终端的远程通信功能。最后,研究了遗传算法的基本原理,给出了遗传算法的具体实现流程;为在实施分时电价或实时电价情况下为家庭用户节省用电费用,分别建立了基于分时电价和实时电价的家庭用电规划模型;以用电设备起始工作时间为变量,基于遗传算法分别提出了基于分时电价和实时电价的家庭智能用电优化算法;利用MATLAB进行了仿真,验证了所提家庭智能用电优化算法的有效性;为了在用户节省用电费用的同时避免引入新的波峰、波谷,提出了改进的基于分时电价和实时电价的家庭智能用电优化算法,利用MATLAB进行了仿真,验证了所提改进的家庭智能用电优化算法的有效性。

关键词：家庭智能用电管理系统智能交互终端智能开关/插座智能用电优化算法

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基于改进智能用电优化算法的家庭智能用电管理系统

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现代科学仪器 2022年第1期39卷 151-155页

作者：郭伟迪里达尔·库尔班姬彦君国网新疆营销服务中心中国新疆乌鲁木齐830000

为了提升家庭智能用电管理系统的计算效能,使用时序分析算法,将远程抄表实时费控电能表采集的1s步长的电流、电压数据序列,整理成5列录波图,并利用线性重投影算法形成可供神经网络识别的时序序列,使用加权卷积多列神经网络进行挖掘,将... 详细信息

为了提升家庭智能用电管理系统的计算效能,使用时序分析算法,将远程抄表实时费控电能表采集的1s步长的电流、电压数据序列,整理成5列录波图,并利用线性重投影算法形成可供神经网络识别的时序序列,使用加权卷积多列神经网络进行挖掘,将用户每1s步长的用电量信息分解成空调、插座、照明等负荷用电量信息,最终形成家庭智能用电管理系统的数据分解展示功能。经过与针对上述负荷单独安装电能表的实测数据进行对比,发现该改进智能用电优化算法得到的用电量分解结果,与实测结果的误差率均为5.8~6.0%之间。

关键词：用电优化算法家庭智能用电管理系统神经网络算法时序分析算法用电负荷分解

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家庭智能用电管理系统用电优化算法研究

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自动化仪表 2017年第8期38卷 23-27页

作者：李中伟孟迪张鹏伟张宏莉张啸李立东武东升哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

为降低居民用户用电费用和提高用电效率,考虑分时电价价格激励的作用,对家庭智能用电进行了研究。构建了由智能家用电器、传统家用电器、电动汽车及其充放电设备、智能开关/插座、智能交互终端、智能手机、分布式能源和智能电表等组成... 详细信息

为降低居民用户用电费用和提高用电效率,考虑分时电价价格激励的作用,对家庭智能用电进行了研究。构建了由智能家用电器、传统家用电器、电动汽车及其充放电设备、智能开关/插座、智能交互终端、智能手机、分布式能源和智能电表等组成的家庭智能用电管理系统。以一般家庭常用家用电器为优化对象,以用户用电费用最低为优化目标,采用遗传算法,根据用户设定的各家用电器的工作时间范围,提出了基于分时电价的家庭智能用电管理系统智能用电优化算法。以兼顾用户用电费用和负荷消耗功率均匀分布为优化目标,设定功率阈值,引入惩罚机制,提出了基于分时电价的改进智能用电优化算法。仿真结果表明,所提出的智能用电优化算法可为用户最大限度节省用电费用;所提出的改进智能用电优化算法可为用户适当节省用电费用,并可避免引入新的用电高峰。因此,该智能用电优化算法能实现既定优化目标,是有效、可行的。用户可根据实际需要确定优化目标,选用相应算法。

关键词：家庭智能用电管理系统优化算法分时电价遗传算法负荷消耗功率用户舒适度

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基于Android和Java编程的家庭智能用电管理系统设计

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自动化与仪器仪表 2019年第1期 121-124页

作者：张之涵谭霞温克欢魏恩伟深圳供电局有限公司深圳518001 深圳市康拓普信息技术有限公司深圳518034

人们对于电力的需求量不断提升,而发电过程中产生的环境污染和能源浪费问题,却成为了用电管理过程中的主要制约因素。未来的社会发展正朝着环境友好型社会而发展,现阶段的研究工作重点也放在了用户端的智能用电技术方面。智能用电技术... 详细信息

人们对于电力的需求量不断提升,而发电过程中产生的环境污染和能源浪费问题,却成为了用电管理过程中的主要制约因素。未来的社会发展正朝着环境友好型社会而发展,现阶段的研究工作重点也放在了用户端的智能用电技术方面。智能用电技术即采用信息化手段和互动化策略来调动电力用户的需求侧来实现电力负荷的基本需求。因此,本文在基于家庭能量管理的基础上,利用Android和Java编程设计了面向家庭用户的智能用电管理系统,通过APP、后台程序和数据库形成相对完善的系统框架,以此为基础来构建通信数据结构。这不仅需要在通信和计算方面给予技术支持,还应该通过市场的调节作用和政策保障来推动用户侧的配合。

关键词： Android Java 家庭智能用电管理系统

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家庭智能用电优化策略及管理系统研究

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作者：陆秋艳南京师范大学

学位级别：硕士

智能用电是智能电网的重要环节之一,对解决环境污染、资源紧缺等问题有着重要作用。家庭智能用电管理系统是智能用电在居民用户侧的延伸,本文研究智能用电环境下的家庭用电管理系统,通过优化控制策略合理调整家庭用电设备的使用,从而达... 详细信息

智能用电是智能电网的重要环节之一,对解决环境污染、资源紧缺等问题有着重要作用。家庭智能用电管理系统是智能用电在居民用户侧的延伸,本文研究智能用电环境下的家庭用电管理系统,通过优化控制策略合理调整家庭用电设备的使用,从而达到节约能源、减少用户电费支出、削减和转移负荷的目的。由于目前绝大多数居民用户均采用分时电价的计费方式,因而本文首先基于分时电价提出了家庭用电设备优化策略,以在满足用户舒适度的同时减少用电费用为目标,并利用人工蜂群遗传算法对优化模型进行了求解,仿真结果验证了该优化策略的有效性。由于分时电价的计费方式存在一定的缺陷,可能会造成峰谷倒置的现象。而能够反映供需变化的实时电价是未来电网的发展趋势,因而本文又基于实时电价提出了家庭智能用电的通用优化策略,在达到用户满意度要求前提下,实现减少用电费用的目标,该优化策略避免了在最低的价格区间内形成新的用电高峰。通过对单一用户和多用户的算例仿真验证了该优化策略的有效性。最后,为了实现本文提出的家庭智能用电优化策略,本文基于高级量测体系和需求响应理论对家庭智能用电管理系统的总体架构、功能架构以及网络架构进行了方案设计,包括系统的用电终端硬件架构设计,系统的软件架构设计以及用电监控终端的人机交互界面设计,实现了电价查询、用电查询、参数设置、远程遥控、用电策略管理、安全设置等功能。

关键词：家庭智能用电管理系统优化策略分时电价实时电价人工蜂群遗传算法

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基于实时电价和遗传算法的智能用电管理系统用电优化策略

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自动化技术与应用 2020年第6期39卷 119-123页

作者：解海郭丽华宋爽李中伟武东升哈尔滨学院黑龙江省地下工程技术重点实验室黑龙江哈尔滨150086 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为使用电家庭积极地参与到电网需求响应,从而进一步实现家庭智能用电管理系统的用电优化,本文提出基于实时电价和遗传算法的家庭智能用电管理系统用电优化策略。结合实时电价和遗传算法,在MATLAB平台下进行了仿真验证,仿真结果表明本文... 详细信息

为使用电家庭积极地参与到电网需求响应,从而进一步实现家庭智能用电管理系统的用电优化,本文提出基于实时电价和遗传算法的家庭智能用电管理系统用电优化策略。结合实时电价和遗传算法,在MATLAB平台下进行了仿真验证,仿真结果表明本文提出的家庭智能用电管理系统用电优化策略能够实现在不影响家庭用户使用前提下达到用电费用最低的目标。

关键词：需求响应家庭智能用电管理系统用电优化策略实时电价遗传算法

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