于汇琳 石坤 胡纯瑾

编者按：“双碳”目标对电网的发展提供了新方向和思路，电网正不断提高可再生清洁能源接入比例，家庭能源管理系统可以实现家庭用户负荷调度、平抑电网波动、减少能源消耗、消纳清洁能源，符合新型电力系统配电侧建设目标。

引言

2020年9月22日，习近平主席在联合国一般性辩论时宣布中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。据统计，居民日常用电量占全世界总发电量的30%-40%，电网通过家庭能源管理系统（HEMS）对需求侧居民用户进行负荷调度，优先消纳清洁能源，降低弃风弃光量和火电消耗，从根本途径上助力“双碳”目标实现。

智能家庭能源管理系统架构

电力系统收集台区用电数据，电网公司根据采集的用电数据优化能源调度，但无法预测单个用户的消费情况。图1为新型电力系统下家庭能源管理系统，可以解决上述问题。用户用电数据由智能电表汇总上传至电网，电网进行数据分析，对电价进行分段调整，发布需求响应信号。HEMS系统结合电网发布的需求响应和电价，在确保满足用户舒适度情况下合理安排用电活动，调整或减少负荷的使用，更好地消纳清洁能源、响应电网需求、削减用电峰谷差和降低家庭总能耗，实现源网荷储互动，并且为广大地区的长期电力消耗提供了可靠的预测和负荷分析。

家庭能源管理系统运行优化方法

HEMS可结合各类策略更好地实现能源管理、缓解用电高峰、降低碳排放量，比如结合人工智能（AI）算法、线性在线控制和储能系统等。……