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Renesas智能家居/家庭能量管理系统(hems)解决方案

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世界电子元器件 2015年第7期 8-10页

通过实现智能家居来保护全球环境已经是刻不容缓的环保举措。利用高性能、多功能、简单易用的产品来满足未来生活方式的需求与环保理念已不再相互抵触。而实现二者并存的正是"智能"家居,它采用的是一个能减轻对环境造成负荷的综合系统... 详细信息

通过实现智能家居来保护全球环境已经是刻不容缓的环保举措。利用高性能、多功能、简单易用的产品来满足未来生活方式的需求与环保理念已不再相互抵触。而实现二者并存的正是"智能"家居,它采用的是一个能减轻对环境造成负荷的综合系统。瑞萨电子以注重低功耗和高效率的高尖端解决方案为支柱,运用其在各个领域积累的丰富经验和独有技术,提供能满足客户需求的智能家居平台。想要组建HMES的话首先必须配置一个中控系统。

关键词：智能家居 hems Renesas 能量管理系统中控系统全球环境相互抵触综合系统电子产品

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基于物联网技术的hems学习优化控制

当代教育实践与教学研究 2016年第8期 47-47页

作者：吕菲安徽合肥职业技术学院计算机系

智能电网中的实时电价机制为减少用户用电费用带来了契机。本研究基于物联网技术的家庭能量管理系统(hems)的优化问题,对其中的储能单元动作(充电,放电,闲置)进行优化控制。通过建立用电经济性的优化目标函数,将该优化问题建模为无穷时... 详细信息

智能电网中的实时电价机制为减少用户用电费用带来了契机。本研究基于物联网技术的家庭能量管理系统(hems)的优化问题,对其中的储能单元动作(充电,放电,闲置)进行优化控制。通过建立用电经济性的优化目标函数,将该优化问题建模为无穷时段马尔可夫决策过程模型,引入强化学习算法对优化问题进行求解,最终通过仿真来验证该算法的有效性。

关键词：物联网智能电网实时电价 hems 强化学习

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智能社区综合能源优化管理研究

电力系统保护与控制 2017年第1期45卷 89-97页

作者：王珺顾伟张成龙王志贺唐沂媛东南大学电气工程学院江苏南京210096 国网能源研究院北京100000 徐州供电公司江苏徐州221000

居民负荷由于用电时间集中,已成为电力峰荷的主要组成部分,同时随着智能电网技术的发展,需求侧响应作为缓解电力供需矛盾的有效途径备受关注。以智能社区为背景,结合冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系统能效高、... 详细信息

居民负荷由于用电时间集中,已成为电力峰荷的主要组成部分,同时随着智能电网技术的发展,需求侧响应作为缓解电力供需矛盾的有效途径备受关注。以智能社区为背景,结合冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)系统能效高、经济效益好等优势,与居民需求侧响应的潜力,提出两阶段优化模式。第一阶段,社区物业根据负荷预测及光伏出力预测,优化CCHP系统各部分出力,最大化物业净收益。第二阶段,家庭能量管理系统(Home Energy Management System,hems)根据CCHP系统启停及出力情况与分时电价,优化家庭负荷工作时间,最小化用户费用。最后通过对比不同案例仿真结果,证明了该两阶段优化模式能够实现供能侧与用能侧的双赢。

关键词：两阶段优化智能社区 CCHP DR hems

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Interaction Research on the Smart Power Consumption

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Energy and Power Engineering 2013年第4期5卷 824-827页

作者： Suxiang Zhang Jianming Liu Suxian Zhang Jinping Cao Department of foreign language of Hebei university Baoding China State Grid Information & Telecommunication Co. Ltd. Beijing

Due to the rapid growth of the air conditioning load of the residents had bigger impact on power grid safety and power smooth operation, in order to improve energy conservation and reduce emissions of the residents, many countries had studied the home energy management system (hems) in the world. In this paper, based on the summary of the work of other countries, the hems research and practice situation of China were discussed, combined with the national development and reform commission (NDRC) project, the power consumption visualization?empirical research had been carried on in different cities in 2012, the interaction results show that the load can be reduced by an average of 6.67%, which proved that the electricity interactive was very interesting for long-term strategy of energy conservation and emissions reduction.

关键词： hems Smart Power Consumption Load Regulation and Control Power Consumption Visualization

Impacts of Optimization Interval on Home Energy Scheduling for Thermostatically Controlled Appliances

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2015年第2期1卷 90-100页

作者： Zhaoguang Pan Qinglai Guo Hongbin Sun Department of Electrical Engineering State Key Laboratory of Power SystemsTsinghua UniversityBeijing 100084China

Home energy management systems(hems)have attracted much attention in recent years for energy efficiency and cost *** energy scheduling is an important function of the hems,especially for thermostatically controlled appliances(TCAs).Optimization interval is a basic parameter in home energy scheduling,a topic that has been seldom studied *** paper studies the impacts of optimization interval on home energy scheduling taking into consideration four scheduling strategies for TCAs.A tracking strategy is developed to arrive at a suboptimal solution while avoiding unacceptable solving *** impact mechanism of optimization interval is *** optimization interval takes into account the scheduling ability of hems,flexibility of TCAs,the feasibility of scheduling,scheduling performances,user experiences,and model *** flexibility of TCAs,which depends on optimization interval,is defined and *** time division methods are proposed,namely,consistent interval division method(CIDM)and inconsistent interval division method(IIDM).Numerical simulation is carried out to verify the *** results show that optimization interval impacts the flexibility,feasibility,and performance of *** proposed tracking strategy is seen as an effective method for hems.

关键词： hems optimization interval scheduling TCAs

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家庭能量管理及空调聚合的优化调控策略研究

家庭能量管理及空调聚合的优化调控策略研究

作者：王珑长沙理工大学

学位级别：硕士

随着智能家居以及分布式光伏发电的发展和普及,通过需求侧主动参与电力系统调度,加强电网侧和需求侧的双向信息互动。家庭能量管理系统(home energy management systern,hems)不但可以提升用户式分布式能源的使用率,而且很大程度上减少... 详细信息

随着智能家居以及分布式光伏发电的发展和普及,通过需求侧主动参与电力系统调度,加强电网侧和需求侧的双向信息互动。家庭能量管理系统(home energy management systern,hems)不但可以提升用户式分布式能源的使用率,而且很大程度上减少了居民的电费;加强需求侧智能化用电,对电网起到了削峰填谷的作用,进一步保证了电网的运行稳定性。但目前电力市场对需求侧负荷参与系统调度的性能与容量有一定要求。负荷聚合商(load aggregator,LA)是能够聚合中小型用电负荷达到电力市场的容量要求,使之参与电力系统的调度。在国内外hems研究的基础上,对其结构进行分析,并构建了其基本组合模型,包括光伏电池与储能电池模型。除此之外,还着重阐述了居民用电负荷的不同的用电特性。主要论述了针对考虑用户意愿情况下对可调度的柔性负荷工作状态矩阵建模,并在建立用户电费最小的优化目标函数的基础上,提出了一种基于用户满意度的光储互补型家庭能量管理的协调优化调度策略。该策略既考虑了用户用电的实际情况,还整合了智能电网中新能源、储能以及需求响应等新技术,具有重要实际意义。最后进行算例分析得到,显著地提升了光伏发电的利用率,减小了其并网冲击,保障了供电可靠性,提高了家庭用电负荷的用电效率,且明显地降低了用户电费。柔性负荷参与电力公司的调度,其中LA有着不可替代的作用。LA可以聚合和控制满足要求的柔性负荷,使之能够参与电力系统的调度。主要提出了变频空调负荷聚合的双层优化调控策略。首先建立了以LA为中间商的双层协调优化模型;其次根据荷电状态变化的情况,对空调负荷聚合及其调控潜力进行建模;然后以电力公司调度负荷所需成本最少为前提分析需求侧投标情况,发布电力系统调控量,以便制定第二天调度计划;最后通过仿真算例对调控策略验证。仿真分析得到,电力公司通过LA分析空调负荷调度潜力并根据此对负荷进行调度,缓解整个电力系统的电力不平衡以及其带来各种问题,并加强了整个电网的运行效率。hems的运用提升了新能源的利用率、降低了居民的用电费用、实现了削峰填谷。LA聚合具有相同特性的需求侧负荷,并加强了需求侧与电网侧的双向互动。研究hems与LA的调控的模式与策略将对促进智能电网的发展具有重要意义。

关键词： hems 光储互补用户满意度协调优化 LA 变频空调调控潜力

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计及用户舒适性的家庭智能用电调度优化

电网与清洁能源 2016年第4期32卷 58-62页

作者：王春梅李扬王旭东霍现旭北京国电通信网络技术有限公司北京100070 国网天津市电力公司天津300010

随着智能家居、家庭分布式能源的广泛应用,以及分时电价的推广,家庭能源系统有了更多更高的功能需求。文中通过分析家庭用电行为和家庭负载工作方式的关系,建立了一种兼顾家庭用电的经济性和舒适性的调度优化模型,同时考虑了分布式能源... 详细信息

随着智能家居、家庭分布式能源的广泛应用,以及分时电价的推广,家庭能源系统有了更多更高的功能需求。文中通过分析家庭用电行为和家庭负载工作方式的关系,建立了一种兼顾家庭用电的经济性和舒适性的调度优化模型,同时考虑了分布式能源和需求响应技术的应用,具有重要的实际意义。针对该模型采用了一种改进粒子群算法进行求解,并通过家庭用电的算例进行了验证。算例表明,该模型和算法能够很好地调度家庭电器的用电行为。

关键词： hems 家庭智能用电粒子群算法

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智能电网下家庭能量管理系统调度模型研究

智能电网下家庭能量管理系统调度模型研究

作者：马汉杰青岛大学

学位级别：硕士

在智能电网飞速发展的背景下,家庭能量管理系统(Home Energy Manage System,hems)作为一种居民用户进行电力需求响应必不可少的工具,其研究与发展对于未来我国电力需求响应资源的开发具有重大意义。本论文的研究主要针对的是hems的核心... 详细信息

在智能电网飞速发展的背景下,家庭能量管理系统(Home Energy Manage System,hems)作为一种居民用户进行电力需求响应必不可少的工具,其研究与发展对于未来我国电力需求响应资源的开发具有重大意义。本论文的研究主要针对的是hems的核心问题:调度模型与算法。论文将hems静态调度与动态调度相结合,提出了一种基于动态决策实时修正的hems调度方案。经仿真试验,该调度方案可在满足用户需求的前提下节约家庭用电量并降低用电成本,改善用户负荷曲线,配合电网需求响应,克服了预测误差对传统hems日前静态调度产生的影响,并在一定程度上弥补了hems动态调度经济性差的缺点。首先,论文对国内外hems研究现状进行了分析,总结了现有研究取得的成果。阐述了包括需求响应技术在内的hems相关技术,对hems的各个组成部分进行了介绍,其中重点是系统调度模型与算法的分析。分析指出,传统的hems日前静态调度在光伏发电功率预测不精准以及实际气温与预报气温不吻合等情况下可能会做出不合理的能量调度方案,造成系统经济性下降,甚至违反用户设定;而传统的hems动态调度则只考虑当前调度时刻的运行状况,虽然可以满足调度时刻的约束运行条件,但各时刻的调度之间缺乏协调性,整体调度经济性不强。而后,论文根据系统组成建立了智能家电管理系统的基本结构,并构建了日前静态优化调度模型。然后采用改进粒子群算法进行求解,改进粒子群算法通过引入衰减因子增加粒子的自适应性,并采用变加速系数提高粒子搜索的合理性。仿真算例显示,改进算法所得到的日前调度计划合理地安排了家庭用电,可满足用户的需求与设定,具有较强的经济性能,验证了日前静态优化调度模型的合理性,也证实了所用的改进粒子群算法对模型的适应性。进一步,在智能家电管理系统的基础上增加了分布式发电系统(光伏发电系统)模型以及储能系统(蓄电池)模型,构成了hems基本结构。通过改进的粒子群优化算法得到合理、经济的日前静态调度计划。构建光伏出力及气温等环境数据的实时预测模型,用现有时段数据实时预估下一时段数据。而后,建立环境判别和决策机制,根据实时预测数据和日前静态调度制定的计划进行判别,动态修正原计划,做出最佳调度决策。经算例试验仿真,该调度方案可在日前光伏发电功率、气温等数据的预测不准确的情况下,对实际决策进行实时调整,既能最大程度保持日前静态调度在整体规划上的经济性,又能在各个调度时刻保证系统不违反用户设定。

关键词： hems 需求响应粒子群算法动态决策

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家庭能源管理系统的设计与实现

家庭能源管理系统的设计与实现

作者：鲁智勇武汉理工大学

学位级别：硕士

近些年来，为了实现对家庭内能源的智能化控制，家庭能源管理系统已经成为研究的热点问题。国内外的部分大型公司已经提出了它们的相关设计产品，并在部分地方进行试点。然而，在我国小区智能化进程中，由于受到大部分城区能源网络比较... 详细信息

近些年来，为了实现对家庭内能源的智能化控制，家庭能源管理系统已经成为研究的热点问题。国内外的部分大型公司已经提出了它们的相关设计产品，并在部分地方进行试点。然而，在我国小区智能化进程中，由于受到大部分城区能源网络比较老化的限制，全面推广小区智能化遇到了诸如能源网络改造工程大、时间久、成本高等问题。本文是针对我国旧式小区能源网络而提出的一款家庭能源管理系统（hems），在不需要对现有的能源网络进行大幅度改造的前提下，实现住宅内能源使用的远程管控。本文主要完成了以下几个方面的工作：第一，对本系统进行了系统设计分析，确立了系统的相关功能需求以及系统设计的可行性方案;第二，根据系统设计分析，制定了系统设计的原理框图，并对系统的各模块电路设计提出了相关要求;第三，按照原理框图实现系统的各个模块电路，并使用Cadence软件完成整个系统电路的设计;第四，运用Cadence软件完成对系统的PCB设计;第五，运用Cadence软件完成对系统中高速电路（DDR3电路）的信号完整性仿真;最后，在系统PCB生产以后，完成了对系统的功能测试。本文采用高性能的开关电源为系统的供电，使整个系统的电源满足低噪声、高瞬态响应的要求。系统的电量检测模块采用专用的电能测量芯片，确保了测量的准确性，同时采用多块芯片组合使用，扩展了系统的测量能力。接着利用光耦隔离器件良好的光电隔离性能以及三极管的开关特性，实现了系统与外部传感器的隔离，解决了系统受外界干扰的问题。针对现阶段智能产品对系统存储性能的要求，系统采用DDR3、Flash和SD Card相结合的方式，既保证了系统的运行速度，又保证了系统的存储量。与此同时，系统预留了大量的通信接口，提升了系统的扩展能力。 DDR3模块电路的设计是整个系统成败与否的关键问题之一。本文针对DDR3信号传输中可能存在的问题，利用高速电路设计的相关知识，结合Cadence高速电路设计工具，对系统的核心处理器与DDR3的信号传输进行仿真，通过与芯片手册的相关数据进行对比，最终确定了满足芯片噪声容限的相关参数，例如驱动器输出阻抗、信号线的特征阻抗、以及各类信号线的最小间距、线长等。解决了该模块电路的信号完整性问题。经过测试表明：系统的电源部分，除了1.5V的其他电源纹波的峰峰值都不超过100mv，而1.5V电源作为DDR3的供电电源，在实际中测得的值为120mv，小于DDR3芯片手册中要求的150mv，所以系统的电源部分设计满足要求;系统的DDR3电路在实际测试中各信号没有明显的过冲现象，各信号的AC/DC特性满足芯片手册的要求;系统的UART接口电路的信号时序也满足相应芯片手册要求。系统的温度测试表明，系统在-20oC—+50oC的温度范围内均能正常工作，符合系统在实际生活中应用的标准。

关键词： hems 以太网远程抄表远程控制信号完整性