[发明专利]一种基于电动汽车放电行为的分布式电源等效方法

摘要

本发明公开了一种基于电动汽车放电行为的分布式电源等效方法，包括步骤：模拟分析电动汽车在一天内出行行为，确定各时刻所在地点；确定电动汽车的充放电规则，并结合电动汽车的出行行为，确定电动汽车在一天中各时刻的充放电状态；分别统计各地点各时刻放电的电动汽车集合，将其等效为位于各地点的出力变化的分布式电源，等效分布式电源在各时刻的输出功率为该时刻其所在地点的电动汽车放电总功率。基于电动汽车的出行行为以分布式电源的形式对电动汽车的放电行为进行等效，能很好地将电动汽车的离散性和随机性反映出来。等效的分布式电源具有投切灵活的特点，可为高负荷区域供电及系统网架重构等工作提供功率支持，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种基于电动汽车放电行为的分布式电源等效方法，其特征在于：包括/n步骤1：分析指定地区内所有电动汽车在一天内出行行为，确定所有电动汽车在一天中各时刻所在的区域：/n(1)由电动汽车的日出发时刻及返回时刻的概率密度函数确定电动汽车的出发和返回时间：/n电动汽车日出发时刻t₁的概率密度函数f(t₁)：/n /n式中，t₁为电动汽车日出发时刻，μ₁表示调查的电动汽车日出发时刻的均值，σ₁表示调查的电动汽车日出发时刻的标准差；/n电动汽车日返回时刻t₂的概率密度函数f(t₂)：/n /n式中，t₂为电动汽车日返回时刻，μ₂表示调查的电动汽车日返回时刻的均值，σ₂表示调查的电动汽车日返回时刻的标准差；/n(2)采用基于马尔科夫链的电动汽车转移概率矩阵描述各时刻电动汽车在各区域间的转移行为，即：/n /n矩阵P_k表示第k时刻的电动汽车转移概率矩阵，矩阵中所有元素均由P_k,i,j表示，表示在第k时刻，电动汽车由第i区域转移到第j区域的概率；其中，i＝1,2,…,6及j＝1,2,…,6，为指定地区划分为居住区、工作区、教学区、社交区、购物区和其它共6个区域；/n(3)一次区域转移结束后，记录当前的时刻及电动汽车所处的区域，随后进行停车，单次停车时长服从对数正态分布，由概率密度函数确定：/n /n式中，t₃为电动汽车单次停车的时长，μ₃表示调查的电动汽车单次停车时长的平均值，σ₃表示调查的电动汽车单次停车时长的标准差；/n(4)停车结束后判断是否到返回时间，包括：/n若判定结果为“是”，则结束该电动汽车当天的行程，并统计该电动汽车各时刻所处的区域；/n若判定结果为“否”，则由当前时刻的电动汽车转移概率矩阵来确定电动汽车下一时刻前往的区域，完成下一次的区域转移，并记录当前时刻及所处区域，随后再次进行停车，并在停车结束后判断是否到返回时间，反复此过程，直至达到返回时间；/n通过蒙特卡洛法反复执行此模拟过程，直至记录地区内所有电动汽车在各时刻所在的区域；/n步骤2：确定电动汽车的充放电规则，并结合指定地区内所有电动汽车的出行行为，确定所有电动汽车在一天中各时刻所在的区域及其充放电状态：/n根据电动汽车的荷电状态SOC(state of charge)定义两个模式：当SOC高于放电阈值Y1时，电动汽车进入放电模式即S＝1，仅进行放电；当SOC低于放电阈值Y1时，电动汽车进入充电模式即S＝2，仅进行充电，直至SOC达到充电阈值Y2之后重新进入放电模式；所有充放电行为均在停车时进行；/n电动汽车在运行过程中，在t时刻的SOC由电动汽车的充电、放电、行驶耗电以及上一时刻的SOC决定，包括/n对于在停车状态下且处于充电模式的电动汽车，当前时刻的SOC等于上一时刻的SOC加上当前时刻充入的电量和电池容量的商；/n对于在停车状态下且处于放电模式的电动汽车，当前时刻的SOC等于上一时刻的SOC减去当前时刻放出的电量和电池容量的商；/n对于在行驶状态下的电动汽车，当前时刻的SOC等于上一时刻的SOC减去当前时刻行驶消耗的电量和电池容量的商；/n上述SOC决定方案由下式表示：/n电动汽车在t时刻的SOC：/n /n式中，P_f和P_c分别表示电动汽车的放电功率和充电功率，Q为电动汽车电池容量，W₁₀₀是电动汽车百公里能耗，dis_t-1为电动汽车在t-1时的行驶里程，由电动汽车在t-1和t时刻所处的区域决定；/n由单台电动汽车各时刻所处的区域求得该电动汽车各时刻的运动状态及行驶里程，代入式(5)计算，求得该电动汽车各时刻的充放电状态及所在区域并进行记录；/n用蒙特卡洛法，将地区内所有电动汽车各时刻的运动状态及行驶里程代入式(5)反复计算，直至记录地区内所有电动汽车各时刻的充放电状态及所在区域；/n步骤3：统计各时刻处于放电状态的电动汽车及其所在区域，求得各个区域在各时刻拥有放电的电动汽车的总数，用此数乘单个电动汽车放电功率，得到各时刻各区域的电动汽车放电总功率，即为各时刻位于各区域的等效分布式电源输出功率。/n