[發明專利]考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法及系統

在審

• 申請號: 201911063390.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110739690A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 王成福;劉曉藝;王寧;楊明;董曉明;王明強
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊曉冰

本發明公開了一種考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法及系統，降低了配電網運行成本，以及平滑配電網的功率波動；該方法包括以下步驟：構建考慮電動汽車充電負荷特性的配電網日內調度模型；對構建的配電網日內調度模型進行線性化處理；獲取配電網負荷預測數據以及電動汽車負荷預測數據，輸入線性化處理后的配電網日內調度模型，確定儲能系統的充放電周期，評估成本效益。

技術領域

本發明涉及配電網優化技術領域，具體涉及一種考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法及系統。

背景技術

隨著環境問題的日益嚴峻，燃油汽車的發展已達到瓶頸。電動汽車以其零排放、高效、運行靈活等特點受到廣泛關注。近年來，我國電動汽車產銷量持續增長，居世界首位。電動汽車充電站的需求也在上升，中國最大的電力系統運營商國家電網，主張快速充電站(FCS)作為未來公共電動汽車充電設施的主要類型。因此，FCS的運行對電動汽車的發展和推廣至關重要。

目前，人們已經做了大量的研究來解決電動汽車的好處，但與此同時也出現了許多挑戰。電動汽車不受控制的快速充電負荷會增加電力系統運行的壓力。充電功率波動劇烈，可能會對配電網的安全和電能質量造成威脅。配備一定容量儲能系統的充電站，不僅可以抑制充電負荷的波動，還可以降低配電網的網絡損耗。

隨著分布式能源和各種電動汽車的日益普及，對調度策略的需求越來越大，以使它們能夠提供靈活的服務。為了量化峰值充電負荷降低的潛力，現有的方法有：(1)提出了兩階段優化模型，并進行了成本效益分析。以中國某電網為例，研究了在負荷波動最小的情況下，最大限度地減小峰值負荷的最優電動汽車調度策略。(2)提出了一種從電網向含ESS的充電站網絡分配電能的方案，并對電動汽車用戶進行排序。(3)為使發電成本和碳排放最小化，建立了考慮車輛對電網(V2G)的最優調度模型。(4)提出了一種考慮交互負載和電池儲能的多周期協調有功-無功調度模型，以最小化特定時間段內的總運行成本。(5)探討了EVCSs中ESS對電動客車的價值，不僅考慮了網絡集成成本的降低，還考慮了通過電價套利降低電動客車的充電成本。

發明人在研發過程中發現，以上方案還存在以下問題：在考慮儲能外部運行時，并沒有考慮ESS和DG在整個配電網運行中的合作；只考慮了特定時段的負載和電池儲能的交互，沒有考慮電動汽車24小時的負荷變化；只考慮對電動汽車的充電經濟效益，未考慮含有快充站的配電網運行經濟性。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法及系統，降低了配電網運行成本，以及平滑配電網的功率波動。

本發明一方面提供的一種考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法的技術方案是：

一種考慮電動汽車快充站儲能設施的配電網優化調度方法，該方法包括以下步驟：

構建考慮電動汽車充電負荷特性的配電網日內調度模型；

對構建的配電網日內調度模型進行線性化處理；

獲取配電網負荷預測數據以及電動汽車負荷預測數據，輸入線性化處理后的配電網日內調度模型，確定儲能系統的充放電周期，評估成本效益。

進一步的，所述配電網日內調度模型的構建方法為：

構建使配電網運行成本最小化的目標函數；

設定約束條件，構建最小目標函數。

進一步的，所述目標函數為：

F＝CP+TB+OC_ES+OC_DG+C_curt

所述最小目標函數為：