[发明专利]电动汽车充放电多目标优化调度方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车充放电多目标调度方法，属于充电技术领域。通过建立以电网负荷波动最小、系统负荷峰谷差最小和电动汽车充放电成本最低的多目标化数学模型，利用带权重的粒子群算法，降低系统负荷的均方差减小了负荷的波动有助于电力系统的安全稳定运行，执行不同分时电价的控制策略增加了电动汽车用户的充放电成本；执行电价控制策略有效的降低系统的峰值，提升了负荷的谷值，大幅度的减小原始系统负荷的峰谷差，提升了负荷率证明了电价调度控制策略可以改善电网负荷特性方面的有效性。本发明提高了电网的稳定性、负荷率，同时提高了用户的经济性，多目标优化调度方法提高用户充放电成本的权重从而也提高电动汽车用户参与调度的积极性。

主权项

1.一种电动汽车充放电多目标优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，建立电量与电价的关系模型：以需求电量与价格之间成反比例的关系为基础，定义电量电价弹性系数：其中，Δq和Δp分别表示电量q和电价p的相对增量；结合电动汽车用户在某一时段的用电量与该时刻的电价、相邻时刻电价的影响，设立自弹性系数和交叉弹性系数计算公式：公式(2)和(3)中，i,j代表不同的时间段，运用偏导符号表示i时刻电量不仅是i时刻电价的函数，而且是其他时刻电价的函数；对于一天中的n个时段，可得到如下公式：E为n*n的弹性矩阵，式子中εii代表自弹性系数；εij代表互弹性系数；步骤2)，建立电动汽车用户对电价的反应度模型：在实行峰谷电价时，用户用电量变化率列向量为：其中：ΔQi为i时段用户实行分时电价前后的电量变化值，ΔPi为i时段用户实行分时电价前后的电价变化值；实行峰谷分时电价后的用电量为：其中，Q'i为实行峰谷分时电价后i时段的用电量；步骤3)，将一天分为24个时段，将每个时段的每辆电动汽车的充放电功率作为控制变量，以电网系统负荷波动最小建立目标函数1：公式(1)和(2)中，PLj代表不含电动汽车负荷原始电网j时段的系统功率；Pij代表电动汽车i在j时段的充放电功率，其为负值表示充电，其为正值表示放电；n表示电动汽车的数量；步骤4)，以使用户花费的电费成本最低，结合步骤2)中分时电价的实际情况建立目标函数2：公式(10)中Sj代表j时段的电价水平，Pij代表电动汽车i在j时段的充放电功率，其为负值表示充电，其为正值表示放电；n表示电动汽车的数量；步骤5)，采用线性加权法将多目标问题转化为单目标问题进行求解，对目标函数1和目标函数2作归一化处理：β1+β2＝1；          (13)公式(12)和(13)中：F1max为原始电网负荷的方差；F2max为传统用车习惯下车主的日充电成本；β1表示目标函数1的权重系数；β2为目标函数2的权重系数；步骤6)，以最小化系统负荷峰谷差建立目标函数3：F3＝min[max(P′Lj)‑min(P′Lj)]；              (14)其中，max(P'Lj)为调整后系统负荷的峰值；min(P'Lj)为调整后的系统负荷的谷值；步骤7)，采用线性加权法将多目标问题转化为单目标问题进行求解，通过对目标函数1、目标函数2和目标函数3作归一化处理，建立综合目标函数：ω1+ω2+ω3＝1；       (16)公式(15)和(16)中，F1max为原始电网负荷的方差；F2max为传统用车习惯下车主的日充电成本；F3max为原始系统负荷的峰谷差值；ω1表示目标函数1的权重系数；ω2为目标函数2的权重系数；ω3为目标函数3的权重系数；步骤8)，目标函数1以负荷波动最小，目标函数3是实现负荷的削峰填谷，整体都是为了使系统负荷波动平缓为目的；将F1和F3两个多目标结合起来转化为单目标实现“削峰填谷”，进而实现使充电负荷均匀地分布于整个谷时段，在调度结果中效果最优，结合后的函数为：λ1+λ2＝1；      (18)公式(17)和(18)中，λ1表示系统波动平缓的权重系数；λ2表示电动汽车用户充放电收入的权重系数；λ1与λ2的权重取值情况对于不同的行业区别很大，λ1取值较大的话说明该地区的峰谷差和系统负荷的波动较为严重，λ2取值比较大说明电动汽车用户对电价颇为敏感，λ1与λ2是带有主观因素的模糊判断。