[发明专利]一种面向电动汽车充换电服务费引导的配电网阻塞调度方法

摘要

一种面向电动汽车充换电服务费引导的配电网阻塞调度方法，属于配电系统优化调度技术领域，包括：根据车主的自由充电行为确定系统中各时段各线路的传输功率；计算不同阻塞线路不同时段各自的削减阻塞功率、不同非阻塞线路不同时段各自的阻塞裕度功率；确定各个充电站阻塞时段各自的充电功率削减量约束，各个充电站非阻塞时段各自的充电功率增加量约束；兼顾车主和运营商的利益，充换电设施运营商优化各个充电站各自的实时充换电服务费。本发明通过引入对充换电服务费的调整实现对车主的激励，以此引导车主制定合理的充电计划，解决网络中可能出现的阻塞问题，提高电网运行的安全性和经济性。

主权项

1.一种面向电动汽车充换电服务费引导的配电网阻塞调度方法，其特征在于以下步骤：第一步，车主对充换电服务费的响应行为分析实施实时充换电服务费政策时，车主对充电价格的变化做出响应；第二步，运营商对阻塞线路制订调整策略充换电设施运营商作为市场参与者，为避免配电系统出现阻塞，需要校验用电计划；若用电计划会引起网络阻塞，运营商进行充换电服务费的调整，改变车主的充电行为，解决配电网中可能出现的阻塞问题；2.1)定义线路削减阻塞功率作为判断线路阻塞程度的依据：Pcut,l,t＝max{Pl,t‑Pl,max,0}                   (2)式中：Pcut,l,t为线路l在时段t的削减阻塞功率；Pl,max为线路l传输有功功率的上限；Pl,t为线路l在时段t的有功功率，可由公式(3)表示：式中：Vi,t为时段t节点i的电压幅值；Vj,t为时段t节点j的电压幅值；Gij为支路i、j的电导；Bij为支路i、j的电纳；θij,t为节点i和j电压相角之差；在电动汽车自由充电模式下校验用电计划，通过潮流计算得到各时段线路潮流分布，获得发生阻塞的时段和线路号；通过引导电动汽车充电行为解决电动汽车集中充电造成的供电线路阻塞问题；为反映不同节点处的充电站与供电线路的相关性，给出以下定义：设M为指定区域内所有的充电站节点组成的集合，对于任意子集其补集为M_C,i；若存在供电线路l，其供电潮流与处充电站充电功率相关，且与处充电站充电功率不相关，线路l为M_i中所有充电站的相关线路，M_i中所有充电站为线路l的相关充电站；将满足上述定义的线路l组成的集合记为若在时段t，集合中的线路出现阻塞，通过削减相关充电站的电动汽车充电功率解决；为保证调整后集合中所有线路均无阻塞现象，线路潮流削减量应不小于集合中线路削减阻塞功率的最大值，如公式(4)所示：式中：ΔPcut,i,t为节点i处充电站在时段t的电动汽车充电功率削减量，忽略线路有功损耗；2.2)充电站节点将阻塞时段各自需要削减的充电功率转移到其他非阻塞时段，为了保证非阻塞时段在策略引导后不出现新的阻塞现象，需考虑线路潮流承载裕度；定义线路阻塞裕度功率，如公式(5)所示：Pmargin,l,T＝max{Pl,max‑Pl,T,0}                 (5)式中：Pmargin,l,T为线路l在时段T的阻塞裕度功率，其物理意义为线路l在不发生阻塞前提下可承载的最大有功潮流增量，Pl,max为线路l传输有功功率的上限；Pl,T为线路l在时段T的有功功率；对于充电站节点子集Mi，为保证调整后所有相关线路均不发生新的阻塞，则Mi中各充电站节点在非阻塞时段可接纳的电动汽车充电功率转移量应满足：式中：ΔPmargin,i,T为充电行为引导后，节点i处充电站在非阻塞时段T增加的电动汽车充电功率量；充换电设施运营商考虑车主对充电价格变化的响应，根据各充电站在各时段需要调整的充电功率制订各充电站的实时充换电服务费，如公式(7)所示；式中：设区域内共有m个充电站，Pi,t为实施实时充换电服务费政策前充电站i在t时段的充电功率；ΔPi,t为实施实时充换电服务费政策前后充电站i在t时段的充电功率变化量，根据线路阻塞的情况，当充电站i在t时段需要削减阻塞功率时，ΔPi,t为ΔPcut,i,t；当充电站i在T时段需要接纳转移的阻塞功率时，ΔPi,t为ΔPmargin,i,T；pi,t为实施实时充换电服务费政策前充电站i在t时段的充换电服务费，Δpi,t为实施实时充换电服务费政策前后充电站i在t时段的充换电服务费变化量；E为充换电服务费充电功率弹性系数矩阵；第三步，建立主动配电网阻塞调度模型3.1)目标函数站在充换电设施运营商角度，车主的充电费用最大，即运营商盈利最大为目标：站在车主侧角度，车主的充电费用最小、车主的用电方式满意度最大为车主的两个目标：式中：p′i(t)为实施实时充换电服务费政策后充电站i在t时段的充换电服务费；P′i(t)为实施实时充换电服务费政策后充电站i在t时段的充电功率；Pi(t)为实施实时充换电服务费政策前充电站i在t时段的充电功率；m为区域内充电站个数；n为时段数；3.2)约束条件1)多时段潮流平衡约束：式中：PGi,t、QGi,t、PDi,t、QDi,t、P′i,t为节点i在时段t的有功、无功出力、基准有功、无功负荷以及充电功率；N为系统节点数；Vi,t、Gij、Bij、θij,t为时段t节点i的电压幅值、支路i,j的电导、支路i,j的电纳、节点i和j电压相角之差；2)发电机组输出功率上下限约束：式中：和分别为发电机组i有功出力的上、下限，和分别为发电机组i无功出力的上、下限；3)节点电压幅值上下限约束：Vimin≤Vi,t≤Vimax                      (17)式中：Vimax和Vimin为i节点电压幅值的上、下限；4)一天中区域内所有电动汽车充电站总体充电功率约束：式中：ΔPi,t含义与公式(7)相同，公式的物理意义为实施实时充换电服务费前后，一天中区域内总的充电站充电功率之和不变；5)充换电服务费约束：pmin≤p′i,t≤pmax                      (19)式中：pmax、pmin分别为充换电服务费的上下限，p′i,t为实施实时充换电服务费政策后充电站i在t时段的充换电服务费；6)各充电站在各个时段的充电功率削减量约束和充电功率增加量约束，如公式(4)、(6)所示；7)车主对充换电服务费响应行为约束，如公式(7)所示；确定目标函数和约束条件后即可建立主动配电网阻塞调度模型，通过优化求解该模型，得到各个充电站的最优实时充换电服务费，在兼顾车主和运营商利益的同时，解决配电网中的阻塞问题。