家庭分布式光伏/儲能發(fā)電系統(tǒng)按照其接入方式可分為直流耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和交流耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)兩種，分別如圖6-7(a)、(b)所示。其系統(tǒng)組成包括光伏設(shè)備、儲能設(shè)備、并網(wǎng)逆變器和負(fù)荷。系統(tǒng)中光伏發(fā)電量由獨(dú)立的電能表計量，交流電網(wǎng)的用電量與余電上網(wǎng)電量則依靠雙向計量電能表計量，家電負(fù)荷可通過智能插座由家庭能量管理終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

       在這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，直流耦合方式中的蓄電池電量全部來自光伏發(fā)電，蓄電池和光伏電池組合在一起通過單向的并網(wǎng)逆變器向當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷供電或?qū)⒍嘤嚯娏糠答伝仉娋W(wǎng);交流耦合方式中薔電池通過單獨(dú)的雙向逆變器接入交流母線，設(shè)備成本略高，且光伏發(fā)電經(jīng)過蓄電池存儲后供負(fù)荷使用，需經(jīng)過三次逆變裝置，效率較低。因此，在模型中采用直流耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

       光伏電池的輸出功率與太陽輻照度和溫度有關(guān)，通過對每日輻照度曲線的預(yù)測計算得到其輸出功率可表示為

式中：為光伏輸出功率；為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最大輸出功率；G(t)為當(dāng)前太陽輻照度；為額定太陽輻照度；k為溫度系數(shù)；T(t)為當(dāng)前時刻電池組件的溫度；為環(huán)境溫度；為額定參考溫度；為當(dāng)前風(fēng)速。

       系統(tǒng)的蓄電池模型主要考慮蓄電池充放電過程中電池荷電狀態(tài)的變化，用來反映電池的剩余容量，下一時刻荷電狀態(tài)，即

式中：為下一時刻荷電狀態(tài)；為實(shí)際電荷容量；為標(biāo)稱電荷容量；為當(dāng)前荷電狀態(tài)；為蓄電池充電效率；為蓄電池放電效率；為當(dāng)前充電率；為當(dāng)前放電功率；△t為充放電時間。

此外，蓄電池的壽命與其放電深度及循環(huán)次數(shù)有關(guān)，其中鉛酸電池的壽命消耗Di可表示為

式中：aj為第j個指標(biāo)的權(quán)數(shù)平均值，為當(dāng)蓄電池由放電轉(zhuǎn)至充電時的荷電狀態(tài)，代表一次放電循環(huán)。蓄電池壽命參數(shù)通過其設(shè)備廠商提供的循環(huán)次數(shù)曲線擬合得到。

       家庭能量管理系統(tǒng)中的負(fù)荷按照其可控程度可分為4類：①溫控負(fù)荷，包括空調(diào)、熱水器、冰箱等，具備一定的蓄冷或蓄熱能力；②主動可控負(fù)荷，包括洗衣機(jī)、電飯鍋等，工作周期固定且使用時間具有一定彈性；③被動可控負(fù)荷，包括電燈、風(fēng)扇等，可智能控制但使用時間缺乏彈性；④不可控負(fù)荷。

    溫控負(fù)荷是協(xié)同調(diào)度的重要對象，以空調(diào)為例，可觀測出室內(nèi)溫度在空調(diào)設(shè)定溫度的上下邊界區(qū)間
內(nèi)變化。空調(diào)開啟時，溫度下降；空調(diào)關(guān)閉時，溫度上升。系統(tǒng)中，可通過表征溫度動態(tài)過程的一階微分方程建立其熱力學(xué)模型，即

式中：和分別為當(dāng)前時刻和下一時刻室內(nèi)溫度；C為等值熱電容；R為等值熱電阻；Q為等值熱比率；為當(dāng)前時刻空調(diào)開關(guān)狀態(tài)；為當(dāng)前時刻室外環(huán)境溫度；△t為時間間隔。
       熱水器的熱水溫度和冰箱的制冷溫度也可通該熱力學(xué)模型表征。