[发明专利]一种含电动汽车消纳大规模风电机组的组合计算方法

权利要求书

1.一种含电动汽车消纳大规模风电的机组组合计算方法，其特征是：所述的计算方法包括以下步骤：

a、初始数据的获取：

接收电网机组调度中心得出的系统未来24小时负荷需求数据，接收风电场对风电出力大小的预测数据，包括预测风电大小和风电出力的上下限区间，根据各个火电厂上报的机组特性数据得出各个机组的特性约束；

b、电动汽车充放电成本分析计算：

C_vehi(h)＝SP_(h)(η_vdishP_vdish(h)-η_vchP_vch(h)) (1)

其中，SP_(h)是h时段电价，η_vch,η_vdish是充放电效率；P_vdish(h),P_vch(h)是电动汽车充放电功率；

c、电池老化成本分析计算：电动汽车电池老化成本包含购买电能成本、电池磨损和资本成本，模型如下：

C_V2G＝C_e·E_d+C_ac (2)

其中，C_e是插电式电动汽车V2G放电的电能成本，E_d是电动汽车蓄电池放电能量，C_e·E_d包括购买的电能和设备退化即电池磨损的费用，C_ac是V2G服务的年化资本成本，它是通过将总资本成本在整个服务周期内统一分配来计算的，已经单独考虑了电动汽车充放电的成本，所以不必考虑购买的电能费用；

V2G放电的电能成本通过下式表达：

其中，C_pe是购买电能费用，η是电动汽车电池充电往返效率，这两者在充放电功率模型中已经考虑到，此处不再讨论，只需要考虑电动汽车电池磨损费用C_d，

其中，C_b是包括更换人工成本在内的电池资本成本，L_et是电池寿命；

L_et＝L_c·E_b·DoD (5)

其中，L_c是电池循环寿命，以次数计，它是由放电深度决定的，E_b是电池容量，DoD是放电深度；

C_ac是V2G服务年化资本成本，由下式表示：

其中，d是折扣率，n*是电池寿命，以年份计，C_c是V2G服务的资本成本，

其中，n_c是每天充放电次数，n*为电池寿命，以年计，当去除电动汽车购买电能费用时，电动汽车电池老化成本，以天数计，包含均以天数计的电池磨损成本和V2G服务年化资本成本，模型如下：

其中n是电池寿命，以天数计：

d、需求响应可分为激励型需求性响应和价格型需求响应，采取的激励型需求响应，在需求响应中消费者的需求取决于实时电价和提供给他们的激励，负荷需求对电价变化的敏感性被定义为需求的价格弹性，

参与到需求响应中的负荷也会发生变化，

其中，I_(h)是时段h提供给用户的激励值，α是客户参与率，是时段h原负荷需求，P_Lnew(h)为时段h需求响应下实际负荷需求，SP_(h)是时段h的电价；

e、含电动汽车消纳大规模风电的机组组合系统总运行成本目标函数：

上式中的第一项是火电机组的燃料费用，第二项是火电机组的启停成本，第三项是风电的直接成本，第四项是风电的弃风成本，其中为时段h风电场预测出力，P_W(h)为时段h风电场实际出力，第五项是电动汽车的充放电成本函数和电池磨损成本，第六项是紧急需求响应成本，第七项是电动汽车电池资本成本，

其中，火电机组燃料费用和启停成本：

其中，a_i,b_i,c_i是火电机组燃料费用系数，P_G(i,h)是火电机组i在h时刻的出力，HSC,CSC分别是热启动成本和冷启动成本；CSH是冷启动时间；MD是最小下降时间；是机组持续关机时间；

风电直接成本是指向风电场购买电力需支付的成本：

C_wd,i(P_W(h))＝d_w,iP_W(h) (14)

其中，d_w,i是风电直接成本系数，

紧急需求响应成本：

C_ac是V2G服务年化资本成本，由下式表示：

设备磨损费用C_d

进一步，列出相应的约束条件：

a)功率平衡约束

b)常规火电机组出力约束

其中u_(i,h)是机组开关状态；N_G是火电机组数；是机组出力最小限制和机组出力最大限制；

c)最小开机/关机时间约束

相应地，最小关机时间限制描述成：

其中，表示初始状态i机组已经开机持续时间数；T是总调度时段数；MU是机组最小开机时间；是机组持续开机时间，表示初始状态i机组已经关机持续时间数；

d)旋转备用约束

e)爬坡约束

其中SR_(h)是旋转备用量，RU_i,RD_i是向上向下的爬坡限；

g)电动汽车车辆平衡约束

其中，是电动汽车总数，表明所有的充电电动汽车数量N_vch(h)和放电电动汽车数量N_vdish(h)总和应小于等于电动汽车车辆总数；

h)电动汽车充放电约束

其中，A_(i,h),B_(i,h)分别表示电动汽车i在h时刻充电时的二进制变量和电动汽车i在h时刻进行放电时的二进制变量，取值为0或1，上式表明同一辆电动汽车不能同时处于充电和放电状态；

i)电动汽车充电约束

其中，P_{VchLimit(i,h)}是电动汽车充电功率限制；

j)电动汽车放电约束

其中，P_{VdishLimit(i,h)}是电动汽车放电功率限制；

k)电动汽车充放电数量约束

N_vdish(h)≤N_vmax(h)

N_vch(h)≤N_vmax(h) (28)

N_vmax(h)是充电站在该时刻最多能容纳电动汽车充放电数量；

不含需求响应的风火机组组合的总运行成本模型为：

其中，第一项时火电机组燃料费用，第二项是火电机组启停成本，第三项是风电直接成本，第四项是风电的弃风成本。

2.如权利要求1所述的含电动汽车消纳大规模风电的机组组合计算方法，其特征是：所述的步骤e中，针对以上建立的目标函数和相应的模型列出相应的约束条件，采用教与学优化算法对其进行仿真，得出最终结论。