[发明专利]综合能源系统环境下的电动汽车并网协同控制方法

权利要求书

1.一种综合能源系统环境下的电动汽车并网协同控制方法，包括综合能源系统日前调度、电动汽车分群优化调度和集群内电动汽车充放电调度；其特征在于，所述综合能源系统日前调度包括如下步骤：

步骤Z1：设置综合能源系统的初始数据，包括电/热负荷预测值、可再生能源出力期望值、各设备出力的上下限及单位运行成本、EV总充放电功率约束、与上级主网交互功率约束；

步骤Z2：设置改进的MOPSO算法的初始参数；

步骤Z3：计算并更新各设备出力、电动汽车总充放电功率；

步骤Z4：计算粒子调度方案成本、能量波动和环保性这三个目标函数值；

所述步骤Z4的三个目标函数分别为：

目标函数1：调度方案成本最小

式中：C_CHP,t、C_GB,t、C_EB,t、C_RES,t、C_P2G,t、C_EV,t、C_J,t和C_gas,t分别为t时段热电联产机组、燃气锅炉、电锅炉、可再生能源、电转气、电动汽车的运行成本、电热交易成本以及燃气成本；且公式(1)中各组成部分的计算公式如下：

式中：P_CHP,t、Φ_GB,t、P_EB,t、P_WT,t、P_PV,t和P_P2G,t分别为t时段CHP机组、GB、EB、风机、光伏和P2G的出力，c_gas、c_EB、c_WT、c_PV和c_P2G分别为天然气、EB、风机、光伏和P2G的单位成本，η_CHP和η_GB分别为CHP机组的发电效率和GB的热效率，LHV为天然气的低热值，c_WT,sub和c_PV,sub分别为风机和光伏单位功率的发电补贴，c_ebuy，t和c_esell,t分别为t时段EV充放电功率和向电网购售电价，η_d为EV的放电效率；γ为0-1变量，表示EV充放电不能同时进行；f_gas为t时段天然气网供气量；C_EJ,t和C_HJ,t分别为与上级电网和热网的交易成本，由下式计算可得：

式中：P_EJ,t为t时段与上级电网的交互功率，值为正表示购电量，值为负表示售电量的相反数，值为0表示与主网不进行电能交易；同理，Φ_HJ,t为t时段与上级热网的交互功率；c_hbuy，t、c_hsell,t为t时段向热网的买卖热价；α_EJ、β_HJ为0-1变量，限制电能、热能的购售不同时进行；

目标函数2：净负荷波动最小

式中：λ₁+λ₂＝1；P_load,t为t时段常规电负荷，为平均电负荷功率；表示t时段电动汽车与系统的交互功率；f_load,t为常规气负荷，和分别为t时段CHP机组、GB耗气量和P2G装置的产气量；为平均气负荷功率；

目标函数3：环保性最好

式中：分别为CO₂、NO_x的排放量；分别为对应的污染当量值；k_a、k_b分别为天然气和电力的CO₂排放系数，k_CHP、k_GB分别CHP、GB的NO_x排放系数；

步骤Z4中综合能源系统日前多目标优化调度模型的约束条件包括：

(1)功率平衡约束

电功率平衡：

P_CHP,t+P_WT,t+P_PV,t+P_EJ,t＝P_load,t+P_P2G,t+P_EB,t+P_EV-grid,t

热功率平衡：

Φ_CHP,t+Φ_GB,t+Φ_EB,t+Φ_HJ,t＝Φ_load,t

气负荷平衡：

f_gas+f_P2G,t＝f_load,t+f_CHP,t+f_GB,t

(2)设备出力上下限约束

P_n,min≤P_n,t≤P_n,max

式中：P_n,t为第n台设备t时段的实际出力值，P_n,max、P_n,min分别为第n台设备出力的上下限；

(3)可控机组爬坡约束

-r_n,dΔt≤P_n,t-P_n,t-1≤r_n,uΔt

式中：r_n,u、r_n,d分别为可控机组n上下坡速率；

(4)可再生能源出力约束

式中：P_WT,max、P_PV,max分别为风机和光伏出力的上限值；

(5)电动汽车整体充放电功率约束

从系统层面出发，将电动汽车看成一个整体，和分别为电动汽车整体充放电功率上下限值；

(6)电动汽车平均SOC约束

式中：分别为电动汽车调度周期初始SOC、调度周期结束SOC，S_max、S_min为电动汽车荷电状态的上下限值；

(7)与上级主网交互功率约束

式中：P_EJ,max、P_EJ,min、Φ_HJ,max和Φ_HJ,min分别为系统与上级电网和热网交互功率的上下限值；

步骤Z5：比较粒子的目标函数值，选取其中的非支配解作为外部档案；

步骤Z6：为每个粒子选取全局最优解和局部最优解，在外部档案中随机选取一粒子作为扰动项；

步骤Z7：判断迭代是否满足终止条件，若不满足，转步骤Z3，否则计算输出求解结果。