[发明专利]综合考虑车主和运营商利益的充电站负荷调度模型

说明书

综合考虑车主和运营商利益的充电站负荷调度模型，包括模式分析、建立目标函数、构建约束条件、模型求解与寻优四个步骤。设t_start为调度开始时刻，t_end为调度结束时刻，在该时段内：(1)模式分析；(2)建立目标函数；(3)构建约束条件；(4)模型求解与寻优。该模型属于双目标优化模型，采用NSGA II算法进行求解得到一组非支配解，再通过模糊专家理论筛选出折中的解。本发明以车主和运营商利益为优化目标，考虑功率平衡、充电覆盖率和电价情况约束，从而建立了电动汽车充电调度模型，实时采集充电站可再生能源出力情况、梯次电池储能情况和车主的出行需求、充电需求，再通过NSGA II算法和模糊专家理论求解模型得到调度结果。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站调度领域，尤其涉及到综合考虑车主和运营商利益的充电站负荷调度模型。

背景技术

在环保与传统能源供应日趋紧张的背景下，我国大力发展可再生能源和电动汽车，配套的充电设施也开始兴起。但是，不论是可再生能源的有效利用率还是电动汽车充电站的运行与发展情况都不尽如人意。究其原因除了设施建设和相关政策因素外，调度模型也是至关重要的一方面。由于电动汽车接入电网充电时会对输电网、配电网造成巨大的负面影响，所以调度模型初期的主要目标是减弱电动汽车入网时的不良影响；随着研究的深入，人们开始将电动汽车视作储能设备甚至是发电源，调度模型开始从市场等方面入手调度车主充电行为，达到对电网削峰填谷等作用。相关资料表明，目前大多数调度模型的立足点是电网稳定与优化，部分模型考虑车主利益，但存在不够重视和考虑不全面的问题，这些问题导致车主的实际响应达不到预想目标。同时，随着电动汽车行业的发展，梯次电池问题开始引起大众的关注。电池容量衰减到初始容量的80％时称之为梯次电池。根据中国储能网新闻中心的数据，我国电动汽车电池一般在3～5年成为梯次电池。并预计到2019年，最晚不会超过2020年，我国会有超过10Gwh的梯次电池规模。而我国从近几年才开始开展相关技术的理论研究和示范工程，步伐相对慢一些，成规模的商业化运作还未真正开始。现有调度模型缺点：

目前大多数调度模型的立足点是电网稳定与优化，部分模型考虑车主利益，但存在不够重视和考虑不全面的问题，这些问题导致车主的实际响应达不到预想的状态。此外，目前的调度模型忽视了容量日益庞大的梯次电池在电动汽车充电调度中的作用。因此，有必要提出一种电动汽车充电站调度模型以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的充电站调度模型。针对目前调度模型存在的问题，本模型综合地考虑车主和运营商的利益，同时将车主的等待时间、出行成本、电池损耗以及充电费用考虑在内，建立以可再生能源为主体，梯次电池为储能单元的采用负荷调度方式的充电站调度模型。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

综合考虑车主和运营商利益的充电站负荷调度模型，包括模式分析、建立目标函数、构建约束条件、模型求解与寻优四个步骤；

设t_start为调度开始时刻，t_end为调度结束时刻，在该时段内：

(1)模式分析：

①车主等待时：

车主费用：

式中，A代表车主的等待时间成本，B代表车主的电池折旧成本，E代表车主的充电费用，w为单位时间内的等待时间成本，Ts为第s辆电动汽车的等待时间，n1为相应情况的汽车数量，z为电池每充放一度电的折旧成本，m_1(t)为充电价格，p_1.s(t)为相应情况下第s辆电动汽车需要的电能；

运营商损失：

假设等待的车辆最终可以全部得到充电，即等待的车辆数等于充电的车辆数，运营商生产的电全部售出，损失为零；