[发明专利]一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法及装置

说明书

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法。本发明包括：电动汽车充电站柔性控制方式建模；考虑电动汽车充电站与可再生能源消纳的电力系统优化建模；电动汽车电池充放电功率及补偿成本优化计算。本发明在保证调度周期内用电量不变的前提下，通过充放电功率转移，实现对电动汽车充电站的优化控制，有效减少可再生能源弃电量。本发明综合考虑电动汽车充电站用电量约束、用电功率爬坡约束建模、储能荷电状态SOC约束、电力系统负荷平衡约束和联络线注入功率约束等因素，计算结果更加符合实际电力系统调度情况，能够为调度员提供最直观的判断依据。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法及装置。

背景技术

在化石能源和环境污染的双重危机下，大力开发和利用可再生能源是解决这一问题的有效途径。受风电、太阳能资源特性影响，可再生能源发电出力具有间歇性、波动性的特点，本发明主要指风电、太阳能发电，大规模可再生能源发电并网情况下会对传统配电网的调度运行产生巨大影响。而随着电池储能技术的提高，电动汽车的大量普及，负荷侧也能体现柔性特性参与电力系统调度，成为促进可再生能源消纳、实现削峰填谷和提高配电网灵活性调节的重要手段。

现阶段国家大力推进电动汽车的普及，我国电动汽车销量在2012年到2016年持续增长，2016年电动汽车销量已达23.32万辆，纯电动汽车以电力作为驱动力，减少了传统燃油汽车对化石能源的依赖。据调查发现，用户电动汽车90％的时间都处于停放状态，利用电动汽车进行移动分布式储能潜力很大。单个电动汽车的充电功率较小，一般采用电动汽车充电站进行电动汽车充放电统一管理，实现电动汽车的有序充放电。电动汽车充电站收到电网下发的控制命令后，采集目前电动汽车充电台数和各个电动汽车的SOC值，通过优化计算得到各个电动汽车的充电功率，增加和减少负荷功率。

当前电动汽车充电站运行方式相关研究主要集中在作为可控柔性负荷的控制模式研究，其研究结果不符合实际电力系统调度情况，无法为电力系统调度运行人员提供有效依据。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法及装置，本发明将电动汽车充电站作为可控柔性负荷参与电网优化调度是在已知可再生能源、负荷预测值的前提下，兼顾电力系统运行安全、电动汽车充电站稳定运行约束条件下，确定协调安排电动汽车充电站的运行方案，在满足负荷电力要求的基础上，达到可控柔性负荷主动配合电网，目标为可再生能源最大化消纳。本发明量化了电动汽车充电站总体充放电功率与单个电动汽车充放电功率之间的关系，实现了对电动汽车电池充放电功率及补偿成本优化计算。

基于上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

第一个方面，本发明提供了一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法，包括以下步骤：

根据预先确定的电动汽车充电站预设周期内充放电功率关系、电动汽车充电站用电功率爬坡约束、以及电动汽车充电站与电动汽车的储能荷电状态SOC关系，确定电动汽车充电结束时期望达到的电动汽车SOC值；

根据所述期望达到的电动汽车SOC值以及预先构建得到的电动汽车充电站与可再生能源消纳的电力系统模型，计算得到每个时间断面的电动汽车充电站充电功率；所述电动汽车充电站与可再生能源消纳的电力系统模型为将电动汽车充电站作为可控柔性负荷，以可再生能源发电量最大为目标；

根据每个时间断面的电动汽车充电站充电功率，计算电动汽车电池充放电功率及补偿成本。

所述确定电动汽车充电站预设周期内充放电功率关系，包括：电动汽车充电站用电量建模，电动汽车充电站作为可转移负荷模型，电动汽车充电站充电功率转移前后的总用电量一致，见式(1)：