[发明专利]考虑全生命周期碳排放的光-储电动汽车充电站调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑全生命周期碳排放的光‑储电动汽车充电站调度方法，本发明首先根据电网提供的各时刻新能源发电占比的历史数据，充电站光伏发电历史数据和天气预报数据对未来一日的火力发电占比、光伏出力分别进行预测。其次以接入电网的每辆EV的充放电状态及储能设备的充放电状态为优化变量，建立考虑全生命周期碳排放以及充电站运营成本的充电站优化调度模型。使用改进型的非支配排序遗传算法求解得到充电站日前调度计划。充电站运行过程中优先使用PV和储能设备为EV供电，当PV和储能设备无法满足EV充电需求时，充电站从电网购电以保证EV充电需求，最后收集数据修正原有模型。

技术领域

本发明涉及电动汽车充放电服务技术，具体涉及考虑全生命周期碳排放的含光伏电 动汽车充电站调度方法。

背景技术

虽然电动汽车(Electric Vehicle，EV)在运行过程中不产生碳排放，但现阶段我国的发电结构仍以火力发电为主，由其产生的越来越大的充电需求会导致发电系统产生大量碳排放。另外光伏发电、风力发电等新能源发电在发电过程中不产生碳排放，但是 其设备在生产制造、回收的过程中均会产生碳排放。针对该问题提出一种考虑全生命周 期碳排放的光-储EV充电站调度方法。传统的调度方法通常以价格为引导，引导用户在 电价较低的时间段进行充电，尽可能的降低用户、充电站成本。在考虑碳排放问题后， 充电站在满足EV用户充电需求的情况下优先使用充电站光伏(photovoltaic，PV)、 储能设备为EV充电，充电站储能设备在系统新能源发电占比较高的时间段进行充电， 促进新能源发电消纳。由于新能源发电占比较高的时间段不一定是电价较低的时间段， 因此充电站会损失一部分利益以促进新能源消纳，降低碳排放。

发明内容

本发明以减少EV运行过程中间接产生的碳排放为主要目的，提供一种综合考虑碳排 放以及充电站运行成本的优化调度方法。

本发明假定充电站可以获取用户充电需求、用户接受充电站充放电调度、充电站可 从电网获取电网运行时各时刻新能源发电占比数据。首先根据电网提供的各时刻新能源 发电占比的历史数据，充电站光伏发电历史数据和天气预报数据对未来一日的火力发电 占比、光伏出力分别进行预测。其次以接入电网的每辆EV的充放电状态及储能设备的充放电状态为优化变量，建立考虑全生命周期碳排放以及充电站运营成本的充电站优化调度模型。使用改进型的非支配排序遗传算法求解得到充电站日前调度计划。充电站运 行过程中优先使用PV和储能设备为EV供电，当PV和储能设备无法满足EV充电需求时， 充电站从电网购电以保证EV充电需求。储能设备优先在电网新能源发电占比较高的时 段进行充电。充电站在运行过程中收集EV充电数据、PV出力数据、各时刻新能源占比 数据，并将这些数据加入相应数据集，修正原有模型。

具体按照以下步骤实施：

步骤1、新能源发电占比预测；

步骤2、充电站PV出力预测；

步骤3、构建EV、储能设备的充放电模型；

步骤4、构建以碳排放最小为目标的调度策略；

设备的生命周期主要分为生产、使用、报废三个阶段，其三个过程中均有可能产生碳排放，对于PV设备和储能设备而言运行过程中没有碳排放，其碳排放主要在生产建 造以及回收处理过程中。基于费用等年值法设备生产和回收过程中的碳排放的N分钟折 现如式(1)所示^[1]。

其中，L₀为碳排放每N分钟折现值；I₁为折现率；m₁为设备使用年限；ψ^made为生产过程 中的碳排放；ψ^re为回收过程中的碳排放。