摘 要
随着能源危机和环境问题的日益突出，智能电网作为现代电力系统的重要发展方向，为实现高效、可靠和可持续的能源管理提供了关键支撑。用户侧能量管理系统（UES-EMS）作为智能电网的核心组成部分，在优化能源利用效率、降低用电成本以及促进可再生能源接入方面具有重要意义。本研究旨在设计一种面向用户侧的智能化能量管理系统，以满足多样化的能源需求并提升系统的整体性能。为此，本文提出了一种基于多目标优化算法的能量调度策略，结合实时电价机制与分布式能源预测模型，实现了对用户负荷、储能设备及可再生能源发电的协同优化管理。通过构建虚拟电厂框架，该系统能够灵活响应电网调度指令，并在保证用户舒适度的前提下最大化经济效益。实验结果表明，所提出的系统能够在不同场景下显著降低用户的综合用电成本，同时提高可再生能源的消纳比例。此外，本研究还开发了一种自适应学习机制，用于动态调整优化参数，从而进一步增强了系统的鲁棒性和适应性。关 键 词：智能电网，用户侧能量管理系统，多目标优化算法，可再生能源消纳，自适应学习机制
ABSTRACT
With the increasing prominence of energy crises and environmental issues, smart grids have emerged as a critical development direction for modern power systems, providing essential support for efficient, reliable, and sustainable energy management. As a core component of smart grids, user-side energy management systems (UES-EMS) play a significant role in optimizing energy utilization efficiency, reducing electricity costs, and facilitating the integration of renewable energy sources. This study aims to design an intelligent energy management system tailored for the user side to meet diverse energy demands and enhance overall system performance. To achieve this, a multi-ob jective optimization algorithm-based energy scheduling strategy is proposed, integrating real-time pricing mechanisms with distributed energy forecasting models to realize collaborative optimization management of user loads, energy storage devices, and renewable energy generation. By constructing a virtual power plant fr amework, the system can flexibly respond to grid dispatching instructions while maximizing economic benefits under the premise of ensuring user comfort. Experimental results demonstrate that the proposed system can significantly reduce users' comprehensive electricity costs across different scenarios while increasing the proportion of renewable energy consumption. Additionally, this research develops an adaptive learning mechanism for dynamically adjusting optimization parameters, further enhancing the system's robustness and adaptability. KEY WORDS：Smart Grid, User Side Energy Management System, Multi ob jective Optimization Algorithm, Renewable Energy Accommodation, Adaptive Learning Mechanism
目 录
第1章 绪论 1
1.1 智能电网与用户侧能量管理的背景 1
1.2 用户侧能量管理系统设计的意义 1
1.3 国内外研究现状分析 2
1.4 本文研究方法与技术路线 2
第2章 用户侧能量管理系统的架构设计 3
2.1 系统架构的功能需求分析 3
2.2 核心模块的设计原则 3
2.3 数据采集与处理机制 4
2.4 系统通信与交互设计 4
2.5 架构优化与可行性验证 5
第3章 能量管理策略与算法研究 7
3.1 用户侧负荷特性分析 7
3.2 基于预测的能量调度算法 7
3.3 可再生能源接入的优化策略 8
3.4 需求响应机制的设计与实现 8
3.5 算法性能评估与改进 9
第4章 系统实施与案例分析 11
4.1 实施环境与技术条件 11
4.2 用户侧能量管理系统的部署方案 11
4.3 实际案例中的系统应用 12
4.4 运行效果与数据分析 12
4.5 系统改进方向与未来展望 13
结 论 15
参考文献 16
致 谢 17
