[發明專利]基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法

有效

• 申請號: 201910086502.3
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109774525B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 邵云峰;周徐;劉永強;馬中靜
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司呂梁供電公司;北京理工大學
• 主分類號: B60L53/63
• 分類號: B60L53/63;B60L53/64;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

本發明公開的基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法，屬于電動汽車優化調度領域。本發明實現方法為：首先建立考慮配電網饋線容量約束的電動汽車充電模型，其次建立考慮饋線容量約束情況的充電調度優化問題，最后利用基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法求解上述充電調度優化問題，求得電動汽車最優充電方案，所述電動汽車最優充電方案能夠在考慮電動汽車本身利益下不影響配電網的電壓水平，通過對電動汽車的合理調度能實現削峰填谷，有利于電動汽車和電網的均衡發展。所述的均衡發展指能夠實現：(1)降低電動汽車大量充電給電池帶來的損耗；(2)避免電動汽車大量充電對配電網造成電壓跌落。

技術領域

本發明屬于電動汽車優化調度領域，具體涉及一種基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers，ADMM)的電動汽車優化調度方法。

背景技術

電力需求的增長，傳統化石能源的短缺等都促使電網朝著智能、高效、可持續性的方向發展。不同于傳統的配電網，現有的主動配電網可以對分布式電源和柔性負荷進行主動管理。以電動汽車為代表的柔性負荷的不斷增長，給配電網的電壓水平、供電可靠性、電能質量等都帶來巨大挑戰。

但是，在激勵機制的管控下，電動汽車具有很好的柔性，通過最優調度，可以實現削峰填谷，消除對電網的一些不利影響，對配電網系統的穩定性和經濟性都具有重大意義。但現有的對電動汽車的調度研究沒有同時考慮電動汽車的大量充電給電池帶來的損耗問題和對配電網造成的電壓跌落問題，過充會影響電池循環壽命和電極副反應等性能，也會影響配電網的電壓水平，不利于配電網的發展。

發明內容

針對現有技術中存在的下述技術問題：(1)電動汽車大量充電給電池帶來大量損耗；(2)電動汽車大量充電對配電網造成的電壓跌落。本發明公開的基于交替方向乘子法(ADMM)的電動汽車優化調度方法，在考慮電動汽車本身利益下不影響配電網的電壓水平，通過對電動汽車的合理調度能實現削峰填谷，有利于電動汽車和電網的均衡發展。所述的均衡發展指能夠實現：(1)降低電動汽車大量充電給電池帶來的損耗；(2)避免電動汽車大量充電對配電網造成電壓跌落。

本發明通過以下的技術方案實現以上發明目的。

本發明公開的基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法，用以解決電動汽車充電調度問題。首先建立考慮配電網饋線容量約束的電動汽車充電模型，其次建立考慮饋線容量約束情況的充電調度優化問題，最后利用基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法求解上述充電調度優化問題，求得電動汽車最優充電方案，實現削峰填谷，有利于電動汽車和電網的均衡發展。

本發明公開的基于交替方向乘子法的電動汽車優化調度方法，包括如下步驟：

步驟一：建立考慮配電網饋線容量約束的電動汽車充電模型；

定義電動汽車的集合為用和分別表示配電網中饋線和節點的集合，所述的節點指根節點除外，用和分別表示連接到節點m和饋線l的電動汽車集合。定義一個矩陣A≡[a_lm]_L×M，其中和是對應集合的基數，用來表示配電網的拓撲結構。則a_lm＝1，否則a_lm＝0。

定義電動汽車的充電時域為表示電動汽車n的充電時域。電動汽車的充電策略為其充電功率所有電動汽車的充電策略為電動汽車的可行策略需滿足：

其中γ_n和Γ_n分別表示電動汽車n的最大充電功率和充電總量。

電動汽車n的可行策略集合定義為則所有電動汽車的可行策略集合為有

為了表述的簡潔性，定義了如下變量