家庭分布式光伏/儲能發電系統按照其接入方式可分為直流耦合拓撲結構和交流耦合拓撲結構兩種，分別如圖6-7(a)、(b)所示。其系統組成包括光伏設備、儲能設備、并網逆變器和負荷。系統中光伏發電量由獨立的電能表計量，交流電網的用電量與余電上網電量則依靠雙向計量電能表計量，家電負荷可通過智能插座由家庭能量管理終端實現監控。

       在這兩種拓撲結構中，直流耦合方式中的蓄電池電量全部來自光伏發電，蓄電池和光伏電池組合在一起通過單向的并網逆變器向當地的負荷供電或將多余電量反饋回電網；交流耦合方式中薔電池通過單獨的雙向逆變器接入交流母線，設備成本略高，且光伏發電經過蓄電池存儲后供負荷使用，需經過三次逆變裝置，效率較低。因此，在模型中采用直
流耦合拓撲結構。

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

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

     系統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的變化，用來反映電池的剩余容量，下一時刻荷電狀態，即

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

       此外，蓄電池的壽命與其放電深度及循環次數有關，其中鉛酸電池的壽命消耗D_i可表示為

                                        （6-5）

式中：a_j為第j個指標的權數平均值，為當蓄電池由放電轉至充電時的荷電狀態，代表一次放電循環。蓄電池壽命參數通過其設備廠商提供的循環次數曲線擬合得到。

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

       溫控負荷是協同調度的重要對象，以空調為例，可觀測出室內溫度在空調設定溫度的上下邊界區間內變化。空調開啟時，溫度下降；空調關閉時，溫度上升。系統中，可通過表征溫度動態過程的一階微分方程建立其熱力學模型，即
                                                                 
式中：和分別為當前時刻和下一時刻室內溫度；C為等值熱電容；R為等值熱電阻；Q為等值熱比率；為當前時刻空調開關狀態；為當前時刻室外環境溫度；△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模型表征