1.深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:对电动汽车行为特性,进行蒙特卡洛模拟,分析电动汽车行为特性对常规负荷特性影响情况;
步骤2:根据电动汽车行为特性对常规负荷特性影响进行分析,提出电动汽车充放电策略;
步骤3:根据车主意愿差异,将电动汽车分为V0G、V1G、V2G三种类型,考虑车主对充放电电价的响应模型、以及步骤2所述电动汽车充放电策略,计算电动汽车的车辆数;
电动汽车分为V0G、V1G和V2G三种类型,其中,V0G类型电动汽车EV为无序充电,V1G类型电动汽车EV为有序充电控制,V2G类型电动汽车EV为有序放电控制;
根据私家车与出租车不同充放电策略,以及车主对充放电电价响应度,分别确定私家车与出租车的车辆数;
对于私家车,设N1为私家车总数量,N1,V0G(j)、N1,V1G(j)、N1,V2G(j)为私家车第j次停靠时V0G、V1G、V2G类型的数量,分别按下式确定:对于出租车,设N2为出租车总数量,N2,V0G(j)、N2,V1G(j)、N2,V2G(j)为出租车第j次停靠时V0G、V1G、V2G类型的数量,可分别按下式确定:式中,λ1,d、λ1,pf、λ1,pv分别为私家车对放电电价、峰平电价差、峰谷电价差响应度;λ2,d、λ2,pf、λ2,pv分别为出租车对放电电价、峰平电价差、峰谷电价差响应度,均可由电价响应模型确定;
步骤4:以放电利用能力和充电迫切程度,作为电动汽车充放电响应能力的表征,对充电迫切程度和放电利用能力进行评估度量;
步骤5:根据负荷峰谷差最小化模型和负荷方差最小化模型,调节电动汽车充放电起止时刻。
2.根据权利要求1所述深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于:步骤1中,私家车充电开始时刻服从正态分布,行驶里程服从对数正态分布;出租车行驶里程在00:00‑09:00和09:00‑14:00时段服从正态分布,在14:00‑19:00和19:00‑24:00时段服从对数正态分布,充电开始时刻在4个时段均服从正态分布;公交车充电开始时刻和行驶里程均服从正态分布;采用蒙特卡洛模拟法,仿真无序充电状态下三种类型汽车对常规负荷特性影响情况;考虑到公交车行程固定、对电网常规负荷特性影响小的基础上,对公交车不进行额外控制,将其负荷归纳进常规负荷。
3.根据权利要求1所述深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于:步骤2中,电动汽车充放电策略如下:
对于私家车,一天内分别在上午接入工作区电网和夜晚接入居民区电网,当私家车在工作区停靠时,调度中心控制有序充放电私家车在上午峰时段放电,有序充电私家车暂停充电,调节其到下午平时段再继续充电;当私家车在居民区停靠时,调度中心控制有序充放电私家车在夜晚峰时段放电,有序充电私家车暂停充电,调节其到谷时段再继续充电;
对于出租车,因车主凌晨交换班、中午用餐、下午交换班、夜晚休息的原因,一天内会停靠4次,由于中午用餐和夜晚休息分别集中在上午峰时段和夜晚峰时段,因此当车主在中午用餐和晚上休息时,调度中心控制有序放电出租车放电,有序充电出租车停止充电,有序放电出租车、有序充电出租车均以电量未满状态离开电网,等待下次停靠时再补充电量。
4.根据权利要求1所述深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于:步骤3中,考虑到车主对电价的响应过程用一个分段线性函数来表示,以及出租车车主对电价的敏感度和响应饱和值均小于私家车车主;对于放电电价,建立车主对放电电价响应模型:式中,cd为放电电价;λi,d为电动汽车对放电电价响应度;λi,dmax、ai,d、bi,d是电动汽车对放电电价的响应饱和值、死区阈值、饱和区阈值;i=1时为私家车,i=2时为出租车;
对于充电价格,采用分时电价,由此研究峰‑谷、峰‑平电价差对车主的引导,车主对峰‑谷和峰‑平电价差响应模型表达式与车主对放电电价响应模型相似;
车主对峰‑谷电价差响应模型:
式中,cpv为峰‑谷电价差;λi,pv为电动汽车对峰‑谷电价差响应度;λi,pvmax、ai,pv、bi,pv是电动汽车对峰‑谷电价差的响应饱和值、死区阈值、饱和区阈值;
车主对峰‑平电价差响应模型:
式中,cpf为峰‑平电价差;λi,pf为电动汽车对峰‑平电价差响应度;λi,pfmax、ai,pf、bi,pf是电动汽车对峰‑平电价差的响应饱和值、死区阈值、饱和区阈值;
考虑到车主意愿对电动汽车功率需求影响,车主意愿差异体现在两个方面:①、是否选择有序充电;
②、是否允许电动汽车向电网放电。
5.根据权利要求1所述深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于:步骤4中,在电动汽车接入电网时,调度中心根据充电桩通信装置所读取的电动汽车信息,计算出电动汽车放电利用能力和充电迫切程度;
电动汽车信息包括接入电网时刻ti,in、期望离开时刻ti,out、初始荷电状态SOCi,in和期望荷电状态SOCi,out;
放电利用能力和充电迫切程度通过如下时间指标度量:
(1)、放电利用能力的时间度量:
在不同充放电控制响应类型汽车中,仅有V2G类型电动汽车EV支持放电,放电利用能力的时间度量是针对该类型车辆;
首先提出临界电量的概念,只有电池SOC大于临界电量的电动汽车才有放电的能力,以此为判断依据,从V2G类型电动汽车EV中筛选出有放电能力的电动汽车;
定义私家车临界电量,是保证电池SOC在非峰时段期间能充到SOCi,out的最小剩余电量,出租车临界电量用来描述出租车离开电网时,能满足预计耗电量的电池剩余电量最小值;
考虑到电池可用荷电状态为10%~90%,V2G类型电动汽车EV临界电量为:式中,SOC1,V2Gmin、SOC2,V2Gmin分别为私家车、出租车的临界电量;SOC1,out为私家车期望荷电状态;Q1、Q2分别为私家车、出租车电池额定容量;P1,c为私家车充电功率;t1,out为私家车期望离开时刻;tp,e为峰时段结束时刻;W2为出租车每公里耗电量;L2为出租车预计行驶里程;ηc为充电效率;
若电动汽车EV以额定功率持续放电,可计算出电动汽车EV可放电时间Ti,dlast为:式中,SOCi,in为EV初始荷电状态;ηd为放电效率;当Ti,dlast=0,表明电动汽车EV没有能力参与反向供电;当Ti,dlast>0,优先令可放电时间较长的EV放电;
(2)、充电迫切程度的时间度量:
V1G、V2G类型电动汽车EV均支持有序充电控制,充电迫切程度的时间度量即是针对该类型车辆,采用充电所需时间与剩余停留时间之比,反映充电迫切程度;V1G、V2G类型电动汽车EV充电所需时间Ti,V1Gc、Ti,V2Gc可分别表示为:式中,Ti,V2Gd为V2G类型EV放电时间;设当前时刻t到预期离网时刻ti,out的时间Ti,stay=ti,out‑t,则V1G、V2G类型电动汽车EV充电迫切度γi,V1Gc、γi,V2Gc分别表示为:
6.根据权利要求1所述深化调峰的电动汽车群组合优化充放电方法,其特征在于:步骤5中,
a.负荷峰谷差最小化模型的目标函数:
负荷峰谷差为一日内电网负荷的最大值与最小值之差,而峰谷差最小化是解决电网负荷峰值过高的问题;该优化目标表示为:minf1=max{Pload(t)+Pev(t)}‑min{Pload(t)+Pev(t)}式中,f1为负荷峰谷差;Pload(t)为t时刻的电网常规负荷;Pev(t)为电动汽车群t时刻的总功率;Pi,V0G(k,t)、Pi,V1G(k,t)、Pi,V2G(k,t)为V0G、V1G、V2G类型中第k辆EV在t时刻的负荷功率,充电为正,放电为负;ti,V0Gcs、ti,V0Gce为V0G类型EV充电起止时刻;ti,V1Gcs、ti,V1Gce为V1G类型EV充电起止时刻;ti,V2Gcs、ti,V2Gce为V2G类型EV充电起止时刻;ti,V2Gds、ti,V2Gde为V2G类型EV放电起止时刻;
b.负荷方差最小化模型的目标函数:
负荷方差可反映负荷曲线的平坦程度,从负荷特性来讲,负荷方差最小化有利于降低系统的负荷波动;该优化目标可表示为:式中,f2为负荷方差;Pav为日平均负荷;T为一天时长;
约束条件:
1)放电起止时刻约束:
式中,tp,s为峰时段开始时刻;
2)充放电功率约束:
‑Npark(t)Pd≤Pev(t)≤Npark(t)Pc
式中,Npark(t)为t时刻停驶的电动汽车数量。