[发明专利]基于时空双层优化的电动汽车有序充放电调度模型及算法

说明书

本发明涉及一种基于时空双层优化的电动汽车有序充放电调度模型，其特征在于：包括上层时间尺度模型及下层空间调度模型，充放电电量作为上层时间调度优化和下层空间调度优化的连接变量，在进行实时空间分配调度时按照日计划各时段的充放电量分配充电车辆数，实现电量的供需平衡。在时间上实现24时段实时电动汽车充放电优化控制；空间上将V2G调度计划具体到各接入点，按照时上层时间制定的充放电计划选取合适节点作为充放电接入点，实现配电系统网络损耗最小化。

技术领域

本发明属于电动汽车充放电领域，涉及一种基于时空双层优化的电动汽车有序充放电调度模型及其算法。

背景技术

近年来，在中央和地方各级政府的政策支持下，我国电动汽车产业蓬勃发展。以清洁电力作为动力源的电动汽车，能够有效地减少化石燃料的使用和降低碳排放量水平。据工业和信息化部电动汽车发展战略研究报告预测，2030年我国电动汽车保有量将达到8000万辆。规模如此庞大的电动汽车，若采用无序充电方式，将对电网带来诸多不利影响，如加重电网负担、系统网损增加、电能质量下降等。

由此，需研究电动汽车的充电负荷模型，对电动汽车充电行为进行时间和空间维度的双层调度和控制，实现电动汽车与电网的双向能量交换和互动，改善电网负荷特性，降低需求侧峰谷差。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于时空双层优化的电动汽车有序充放电调度模型及其算法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于时空双层优化的电动汽车有序充放电调度模型，其特征在于：包括上层时间尺度模型及下层空间调度模型，所述的上层时间尺度模型用于考虑电动汽车的集群时间分布特性，以系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充放电收益最大化为目标，确定不同优化时段电动汽车的充放电功率量；

所述的下层空间调度模型以上层时间尺度模型的结果为基础，用于以系统有功网损最小化为目标，根据电动汽车的充放电的空间分布特性，制定各电动汽车的有序充放电分配调度计划。

而且，所述的上层时间尺度模型包括目标函数和约束条件两部分；

所述目标函数有2个，一是最小化系统等效负荷波动目标函数，二是最大化用户侧的充放电收益为目标函数；所述约束条件由四个组成，一是电池充放电功率约束，二是电池荷电状态值(SOC)约束，三是用户出行时间约束，四是各个时段电动汽车充放电数量约束。

而且，所述的最小化系统等效负荷波动目标函数为：

在有序充放电方式下，参数定义如下：一天的时长：T；一天中的采样点总数：

N_k，即24；平均负荷功率：P_av(t)；t时段系统的等效负荷功率：P_s(t)；

t时段系统的负荷功率：P(t)；t时段系统的电动汽车充放电功率：P_ev(t)；

所述的最大化用户侧的充放电收益目标函数为：

式中，其中参数如下：t时段电动汽车车主参与V2G放电时的电价：q(t)；t时段每个时段的充放电时间：Δt；t时段电动汽车的放电电动汽车车主充电的价格：r(t)；

和充电的电量：P_dis(t)和P_ch(t)；电动汽车参与V2G的电池损耗补偿成本，为固定成本：C_loss；

而且，所述的电池充放电功率约束条件为：