[發明專利]考慮用戶行為的電動汽車光伏充電站優化調度方法

有效

• 申請號: 201811332993.7
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109713696B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 羅平;程晟;陳瀟瑞;姜淏予;閆文樂
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/46
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種考慮用戶行為的電動汽車光伏充電站優化調度方法，也就是只有當購電電價高于車載蓄電池放電損耗時，電動汽車才給電網供電。為此，本發明根據實測數據，利用B樣條曲線經過初步擬合和局部修正兩個步驟分別建立了放電深度和環境溫度對蓄電池循環壽命影響的數學模型，并利用放電深度因子和溫度因子綜合考慮兩者對蓄電池循環壽命的影響，從而得到車載蓄電池每次放電行為所對應的放電損耗。在此基礎上，以儲能系統的出力和與大電網的交互功率為優化變量，系統運行成本最小為優化目標，建立了該系統的日前優化調度模型，并采用自適應遺傳優化算法對其進行求解。本發明對延長電動汽車蓄電池的使用壽命和推動可再生能源發展有一定的意義。

技術領域

本發明屬于電動汽車光伏充電站技術領域，具體涉及考慮用戶行為的電動汽車光伏充電站優化調度方法。

背景技術

隨著電動汽車產量的迅速增長，其對應的充電設施規劃與建設問題也引起了社會各界的廣泛關注。電動汽車光伏充電站作為城市環境下實現可再生能源就地利用的典型方式，能夠有效提高可再生能源利用率，降低碳排放量。在國內外多地都已開展了相關的示范工程建設。

電動汽車光伏充電站系統通常由光伏電池組、儲能系統、中央控制單元、DC-DC變換器、AC-DC變流器、直流母線和充電樁等部分組成。當電動汽車規模化后，為了充分發揮電動汽車光伏充電站的效益，需根據光伏發電情況和用戶充電需求，執行合理的優化運行策略。隨著智能量測系統的發展和普及，電動汽車不再單純的只從大電網購電，而且可以在電價高峰時段對大電網進行售電(Vehicle to grid,V2G)。在電動汽車用戶可以與大電網進行雙向電能互動的情況下，需要考慮電動汽車蓄電池壽命對用戶選擇V2G模式的影響。而現有的電動汽車光伏充電站優化調度研究中，電動汽車蓄電池儲能壽命損耗模型較為復雜，并且在電動汽車用戶V2G行為中對電動汽車蓄電池壽命損耗的影響考慮的不夠。

發明內容

本發明針對電動汽車光伏充電站系統的日前優化調度問題，基于蓄電池的實驗數據，利用B樣條插值函數，建立蓄電池的循環使用壽命模型。在此基礎上，提出了考慮V2G模式下電動汽車蓄電池壽命對用戶放電行為影響的日前優化調度方法。電動汽車光伏充電站位于居民區，以慢充的方式給電動汽車提供電能。電網電價采用峰谷分時電價，在電價高峰時段電動汽車可以向大電網售電獲得收益。具體按照以下步驟實施：

步驟1、由以往的光伏發電數據和天氣預報數據預測第二天電動汽車光伏充電站每個時刻的光伏發電功率。

步驟2、根據歷史數據的分析，給出每臺電動汽車蓄電池初始SOC狀態、到達和停泊時間。

步驟3、建立電動汽車蓄電池循環壽命與蓄電池的放電深度和環境溫度之間的函數關系式。為了得到蓄電池的循環壽命與蓄電池放電深度和環境溫度之間的關系，利用B樣條曲線根據實測的實驗數據分別對其進行擬合。為了提高曲線擬合的精度，擬合的過程都分為初始擬合和局部修正兩個環節。

首先利用B樣條曲線擬合蓄電池放電深度與循環壽命之間的關系。由于在眾多影響因素中，蓄電池放電深度對循環壽命的影響最大，因此選擇三次B樣條曲線對其進行擬合和修正。根據實測的實驗數據，基于三次B樣條對其進行初始擬合，可以得到循環壽命與實時放電深度D之間的函數關系式如(1)所示：

L_Db(D)＝α₀·D⁴+α₁·D³+α₂·D²+α₃D+α₄ (1)

式中，L_Db為初始擬合的受放電深度影響的蓄電池循環壽命，α₀，α₁，α₂，α₃和α₄為對應的系數。