隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)技術的不斷實踐，分布式發(fā)電技術得到大力的發(fā)展。為推動分布式發(fā)電的應用，國家發(fā)展改革委2013年印發(fā)關于《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)應提供并網(wǎng)服務，政府給一定補貼等規(guī)定。
家庭供電網(wǎng)絡不在是單一的用電負荷的角色，而兼有發(fā)電的角色。家庭負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，有很強的關聯(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，達到電網(wǎng)可以給用戶更經(jīng)濟更好的服務，同時家庭負荷可以通過避免電網(wǎng)高峰時段運行等方法確保電網(wǎng)更加安全有效的運行。
智能電網(wǎng)與分布式電源的結合，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)有大量的研究和實踐，分布式電源在家庭中的不斷應用帶動了整個行業(yè)發(fā)展模式的改變。戶用分布式發(fā)電中應用最多的是光伏發(fā)電，分布式光伏發(fā)電與儲能結合起來可以實現(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現(xiàn)光伏電池板和儲能蓄電池同時接入電網(wǎng)運行，并通過對電池板和蓄電池的協(xié)調(diào)管理，實現(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)結合可以實現(xiàn)家庭用電的優(yōu)化控制，提高家庭用電經(jīng)濟性。
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)的整體架構圖，做了詳細的介紹。通過對家庭能效管理的數(shù)學模型的分析提出一種針對分時電價的能效管理策略，達到家庭用電費用最低的目標，通過Matlab/Simulink仿真分析驗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)整體架構模式
由各種分布式電源、儲能單元、負荷以及監(jiān)控和保護裝置組成的集合，具有靈活的運行方式和可調(diào)度性能，能在并網(wǎng)運行和離網(wǎng)運行兩種模式間切換，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)絡具備上述定義中的功能和特點，我們就可以稱之為家庭微電網(wǎng)。
本文設計一種基于智能逆變器的家庭微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)微電網(wǎng)的相關功能，并且使用設備數(shù)量很少，便于應用于安裝分布式發(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立的光伏發(fā)電單元，和一路儲能單元，具體結構示意圖如圖1所示。
圖1 智能逆變器系統(tǒng)結構
