[發明專利]考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法

在審

• 申請號: 201910762829.8
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110570098A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 劉洪;張渝涵;葛少云
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/18
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 杜文茹

一種考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法，包括：建立基于機會約束規劃的換電站日前控制數學模型；基于概率性序列對換電需求機會約束和換電站日購電成本的機會約束進行確定性轉化；換電站日前控制的風險指標及懲罰成本，包括：換電需求未得到滿足的風險指標、成本低估風險指標和日前控制風險對應的懲罰成本；基于確定可行解空間的換電站日前控制數學模型快速尋優，包括確定換電站電池組負荷裕度，基于遺傳算法通過換電站電池組負荷裕度求解換電站日前控制數學模型。本發明能夠為換電站運營商的合理決策提供參考，有利于換電站的優化運行，推動電動汽車與換電站的進一步推廣。

技術領域

本發明涉及一種換電站日前控制方法。特別是涉及一種適用于電動汽車充換電站的考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法。

背景技術

作為城市環境問題的重要解決方案，電動汽車近年來受到了世界各國政府、學術界和產業界的廣泛關注，并得到了大力推廣。2017年7月二十國集團(G20)漢堡峰會期間，為促進《巴黎協定》的實現，法、德、挪威、荷蘭等歐洲國家宣布將分別在2025-2040年全面禁售燃油汽車，這更將極大地推動動力電池等相關技術的進一步提升與完善，從而促進電動汽車的全面應用。對于行駛時間遠高于停車時間、車輛類型與電池型號更易于統一的公交車和出租車而言，電池更換模式不僅能夠實現電動汽車能量的快速補給，而且可以通過有序的充電管理來消除充電負荷的峰谷差、輔助電網頻率調節、降低用能成本、提高資產利用效率，因而成為最高效的備選模式。與此同時，實現電池更換模式的設施通常占地較大，若可因地制宜地布置大規模的光伏發電，則可更為有效地提升電動汽車一次能源中的清潔能源占比，并合理降低電網的供電負擔。顯然，光伏-電動汽車充換電站的日前充電控制對上述效果的實現具有十分重要的支撐作用。

目前，已有部分學者對考慮不確定性的光伏充換電站的日前充電控制問題進行了研究。光伏換電站充電控制問題的復雜性在于，無論是源側的光伏出力，還是荷側的換電需求，均具有極大的不確定性。然而，已有研究對于不確定性問題的考慮尚不完善，多依賴預測或采用蒙特卡洛模擬與多場景技術來處理不確定性因素，對于實際運行中的不確定性情況覆蓋有限，且同時考慮這兩方面不確定性的日前控制模型還鮮有涉及。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種有利于換電站的優化運行的考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法。

本發明所采用的技術方案是：一種考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法，包括如下步驟：

1)建立基于機會約束規劃的換電站日前控制數學模型；

2)基于概率性序列對換電需求機會約束和換電站日購電成本的機會約束進行確定性轉化；

3)換電站日前控制的風險指標及懲罰成本，包括：換電需求未得到滿足的風險指標、成本低估風險指標和日前控制風險對應的懲罰成本；

4)基于確定可行解空間的換電站日前控制數學模型快速尋優，包括確定換電站電池組負荷裕度，基于遺傳算法通過換電站電池組負荷裕度求解換電站日前控制數學模型。

本發明的考慮換電需求與光伏不確定性電動汽車充換電站控制方法，能夠考慮換電站運營中換電需求與光伏出力的雙重不確定性，利用機會約束規劃模型使得日前制定的充換電運行方案在一定置信水平下實現換電站的優化運行，并衡量日前控制過程中存在的風險成本。本發明能夠為換電站運營商的合理決策提供參考，有利于換電站的優化運行，推動電動汽車與換電站的進一步推廣。

附圖說明

圖1是本發明實施例中采用的分時電價示意圖；

圖2是本發明實施例中光伏出力概率性序列的示意圖；

圖3是本發明實施例中換電需求概率性序列的示意圖；

圖4是本發明實施例中充電計劃各成本對比的示意圖；