[發明專利]基于用戶行為習慣的電動汽車分時充電電價優化方法

在審

• 申請號: 201710997287.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107766980A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王冉冉;王亞麗;劉莫塵;趙斌;王愛萍;陳明;李穎瑾;陳博;王樂天;呂欣;崔艷;沈軒如;謝云巖;呼文強;公衍釗;馬健珂
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G07F15/00;G07F15/08;H02J3/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙)13123
• 代理人: 吳風江

技術領域

本發明涉及電價的優化方法，特別是一種基于用戶行為習慣的電動汽車分時充電電價優化方法。

背景技術

隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，利用電能替代傳統石油燃料，可減少溫室氣體排放和對石油進口的依賴。各國政府非常重視電動汽車的發展。

近年來，由于電動汽車具有無排放污染、噪聲低、易于操縱、熱輻射小及運行成本低等優點，在節能和環保上具有不可比擬的優勢，而且也是解決人類能源和環境壓力的有效途徑之一，從而使得電動汽車的發展更為迅猛，電動汽車的用戶也在日益增加。而用戶的出行習慣、停車習慣以及充電習慣都具有一定的規律性，所以當用戶集中充電時就會產生用電高峰期，從而導致電網負荷增加，同時也會對配電網可靠性帶來影響。

雖然國家電網公司為緩解用電集中的缺陷，實施分時段電價計費的措施，但是由于電動汽車用戶的出行習慣、停車習慣、充電習慣等行為習慣的不同，使得電動汽車用戶在為汽車進行充電時沒有避開充電高峰期，不僅充電費用高，而且在高峰期充電，充電效率低，電網負荷大。

目前的階梯電價方案并不是針對電動汽車的，隨著現在電動汽車的增加，電動汽車在汽車總有量上占有一部分的比例，通常用戶都會在下班后進行充電，也就是在我們平常用電的高峰，這樣一來就加大了電網負荷的力度，使得電網運行不穩定，而電動汽車充電所需要的負荷也在逐漸增加，在高峰期充電的效率低。

發明內容

本發明是針對目前電動汽車在用電高峰期充電所造成的電費高、充電效率低的缺陷，提供一種基于用戶行為習慣的電動汽車分時充電電價優化方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于用戶行為習慣的電動汽車分時充電電價優化方法，按照以下步驟進行優化計算；

步驟1：根據對A地區每天負荷的數據分析，按照峰負荷、平負荷以及谷負荷所在的范圍將日負荷曲線對應的時間劃分為峰、谷、平三個時段，即:T_f、T_g、T_p

T_f+T_p+T_g＝24(1)

T_p為平時段，T_f為峰時段，T_g為谷時段；

步驟2：將時間進行劃分，以1h為時間間隔把一天分為24個時間段，Q_j表示每個時間段內不含電動汽車負荷的其他負荷，即

Q_j＝{Q₁,Q₂,Q₃,,,Q_j,,,Q₂₄}(2)

步驟3：通過對該地區電動汽車用戶的出行、充電以及停車習慣的跟蹤了解和調查分析，得出在24個時間段內電動汽車的充電數量是不同的，可由下式表示：

式中，α為影響因子；N為今日所需充電的電動汽車數量，N_j為j時段電動汽車充電的數量，R_j為j時段的分時電價，R_max為分時電價的最大值；

步驟:4：假設在j時段電動汽車充電相同時間的平均功率是一樣的，記p_iv為j時段內電動汽車的平均充電功率，則

式中，P_j為j時段內總的電動汽車充電功率。

步驟5：充電優化模型以電網峰負荷最小為優化目標，函數表達式為：

步驟6：利用遺傳算法對優化目標進行優化問題求解，即求解出最佳電價和影響因子。

電價模型的約束條件表示如下：

1)考慮發電的成本以及用戶的承受能力，應對分時電價進行如下約束：

R_min≤R_j≤R_max(6)

式中，R_j為j時段的分時電價，

R_min為監管部門規定的電價的下限，

R_max為監管部門規定的電價的上限；

2)峰谷電價比要有一定的范圍限制，公式如下：

R_jg≤R_jp≤R_jf(7)

式中，k₁,k₂為限制峰谷電價比的常數；