[發明專利]一種電動公交車充換電站優化運行方法

有效

• 申請號: 201810092222.9
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108407633B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 楊健維;楊鶴;茍方杰;何正友
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60L53/80
• 分類號: B60L53/80;B60L53/00
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發明公開了一種電動公交車充換電站優化運行方法，首先建立基于換電規則的車輛換電需求和電池組充電需求模型；其次提出評價指標，結合熵權法建立電池組評價體系，將車輛換電需求和電池組充電需求最優匹配，保證電池組均衡使用，增加電池組使用壽命；在此基礎上建立電動公交車充換電站內電池組有序充電雙層優化模型，對電動公交車充換電站內換電規則和電池組充電方案聯合優化，得到最優的換電規則與充電方案。相較于常規的運行方法，本發明在保證電動公交車充換電站內安全經濟運行的基礎上降低大規模電池組接入電網對電網的不利影響。

技術領域

本發明涉及電動公交車優化調度技術領域，特別是一種電動公交車充換電站優化運行方法。

背景技術

近年來，全球化石能源緊缺、環境問題日益惡化，能源危機和環境污染是當今世界各國所面臨的共同難題，是人類社會可持續發展的巨大障礙。電動汽車(具有節能、環保、低碳的優點，成為我國重點支持的戰略性新興產業。以電動公交車為代表的公共交通行業，由于其車輛電能供給量大、供給間隔小、規格較為統一，更適用于換電模式。而對于日益發展的電動公交車充換電站，大規模電池組的無序充電行為會導致系統在特定時段內負荷激增，進而導致變壓器過載老化、負荷峰谷差增大、電壓質量惡化、線路網損增加等現象。由于電池組的充電行為具有靈活性，針對電動公交車充換電站運行優化可以降低充電成本、提升設備利用率、有效改善負荷特性以降低充電負荷對電網不良影響。

目前，現有的電動公交車充換電站運行方法基于1.固定的換電規則(車輛進站即更換電池或剩余電池電量不足時更換電池)，優化策略空間局限性較大；2.車輛與電池組對應關系簡單，優化效果有進一步提升空間；或無對應關系，可能導致電池組不均衡使用，增大電池組損耗，降低電池組壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種電動公交車充換電站優化運行方法，基于電動公交車充換電站及車輛的基本參數和統計特性，建立基于換電規則的車輛換電需求和電池組充電需求模型；提出評價指標，結合熵權法建立電池組評價體系，以將車輛換電需求和電池組充電需求最優匹配；在此基礎上，以充換電站內充電成本最小、充電負荷波動最小為目標，對換電規則與充電方案進行聯合優化，得到電動公交車充換電站最優運行方法。

實現本發明目的的技術方案為：

一種電動公交車充換電站優化運行方法，包括步驟

A、輸入已知變量，電動公交車相關參數，包括：電池組容量C_B，車輛行駛單位耗電量C_E，電池組最小荷電狀態SOC_min；電動公交車充換電站相關參數，包括：站內充電樁數量N_cha，其最大、最小充電功率分別為P_max、P_min，充電效率η_cha，備用電池組數量，充換電站服務公交線路數量K，其中，線路k長度D_k，車輛數量M_k，k＝1,2,…K；充換電站采用專供變壓器，變壓器容量T_trans的功率因數為cosθ；發車時刻表，單程行駛時間統計表，分時電價表；

B、基于單程行駛時間統計數據，采用蒙特卡洛法模擬單日不同發車時刻對應的車輛單程運行時間；

C、建立基于換電規則的車輛換電需求和電池組充電需求模型，得到各車輛需要換上電池時刻、各換下電池組的可充電起始時刻、充電電量；

所述建立基于換電規則的車輛換電需求和電池組充電需求模型的方法為：

C1、假設充換電站內服務K條公交線路的充換電服務；電動公交車按照隊列發車，遵循先入先出的原則；結合第k條公交線路的車輛數量M_k、發車時刻表與單程行駛時間統計數據，構造第k條公交線路的發車時刻矩陣行駛時間矩陣與到站時刻矩陣