[發(fā)明專利]一種基于電動汽車快充需求的智慧充電站充電優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011118693.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112183882B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯慧;王逸凡;黃亮;謝長君;張清勇;王建建
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

1.一種基于電動汽車快充需求的智慧充電站充電優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

S1：根據(jù)智慧充電站綜合負(fù)荷信息以及車流量信息調(diào)整智慧充電站服務(wù)價(jià)格；

S2：計(jì)算電動汽車充電時(shí)間成本，根據(jù)智慧充電站服務(wù)價(jià)格計(jì)算電動汽車充電經(jīng)濟(jì)成本，以汽車充電時(shí)間成本和電動汽車充電經(jīng)濟(jì)成本為目標(biāo)構(gòu)建電動汽車綜合路徑規(guī)劃模型，其中，電動汽車綜合路徑規(guī)劃模型用于在電動汽車在產(chǎn)生快充需求時(shí)，為電動汽車用戶選擇對應(yīng)的智慧充電站進(jìn)行充電；

S3：基于電動汽車綜合路徑規(guī)劃模型決策所帶來的快充負(fù)荷以及車流量，以智慧充電站經(jīng)濟(jì)收益、電網(wǎng)安全性目標(biāo)、路網(wǎng)利用率目標(biāo)為綜合目標(biāo)，建立智慧充電站優(yōu)化模型，通過智慧充電站優(yōu)化模型調(diào)度智慧充電站內(nèi)儲能設(shè)備，得到充電調(diào)度結(jié)果；

其中，S2具體包括：

S2.1：計(jì)算電動汽車充電時(shí)間成本，其中，電動汽車充電總時(shí)間包括電動汽車行駛時(shí)間、電動汽車等待時(shí)間以及電動汽車充電時(shí)間，

1)電動汽車行駛時(shí)間表示為：

其中，T_dr為電動汽車從起始點(diǎn)到達(dá)智慧充電站的行駛時(shí)間；U為電動汽車到達(dá)智慧充電站的一條可行路徑；T_ij為路段ij行駛時(shí)間；i、j為路網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)；

2)電動汽車等待時(shí)間：

其中，T_w為電動汽車充電等待時(shí)間；n_w為前方等待隊(duì)列中的車輛數(shù)；n_c為正在使用充電樁進(jìn)行充電的車輛數(shù)；n_p為智慧充電站內(nèi)充電樁的總個數(shù)；T_l,h為第l批次正在充電的第h輛車剩余充電時(shí)間，h＝1,2…,n_c；

3)電動汽車充電時(shí)間：

其中，T_ch為電動汽車充電時(shí)間；P_ch為充電樁充電功率；SOC_max為電池最大荷電狀態(tài)；SOC_w為車輛提示時(shí)充電荷電狀態(tài)；C為電池容量；EC_dr為電動汽車前往智慧充電站路徑能耗；e_t為電動汽車維持車內(nèi)恒溫的非動力功率；

S2.2：根據(jù)智慧充電站服務(wù)價(jià)格計(jì)算電動汽車充電經(jīng)濟(jì)成本，其中，電動汽車充電經(jīng)濟(jì)成本包括電動汽車初始充電經(jīng)濟(jì)成本，電動汽車前往智慧充電站路徑動力能耗成本及以電動汽車前往智慧充電站非動力能耗成本；

1)電動汽車初始充電經(jīng)濟(jì)成本：

t_c＝t₀+T_dr+T_w

其中，C_in為電動汽車初始充電經(jīng)濟(jì)成本，即從車輛提示充電到充滿電量的經(jīng)濟(jì)成本；t₀為電動汽車充電需求產(chǎn)生時(shí)刻，即車輛提示充電時(shí)刻；t_c為用戶充電時(shí)刻；為t_c所處時(shí)段的智慧充電站k服務(wù)價(jià)格；

2)電動汽車前往智慧充電站路徑動力能耗成本：

其中，C_pc為電動汽車前往智慧充電站路徑中動力能耗成本；EC_ij為電動汽車在路段ij行駛能耗；

3)電動汽車前往智慧充電站非動力能耗成本：

其中，C_npc為電動汽車前往智慧充電站非動力能耗成本；Δt為電動汽車前往智慧充電站的時(shí)段長度；

S2.3：以汽車充電時(shí)間成本和電動汽車充電經(jīng)濟(jì)成本為目標(biāo)構(gòu)建電動汽車綜合路徑規(guī)劃模型，表示為：

C_sy＝min{(C_in+C_pc+C_npc)+λ·(T_dr+T_w+T_ch)}

其中，C_sy為電動汽車充電綜合成本；λ為時(shí)間成本折算系數(shù)；

S3具體包括：

S3.1：構(gòu)建智慧充電站優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)，

1)智慧充電站經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)：智慧充電站收益最大化；

其中，F(xiàn)₁為智慧充電站k的收益；為智慧充電站快充負(fù)荷；為智慧充電站向電網(wǎng)購售電功率，即聯(lián)絡(luò)線功率，則智慧充電站向電網(wǎng)購電，則智慧充電站向電網(wǎng)售電；C_grid(t)為t時(shí)段電網(wǎng)購售電價(jià)格；為智慧充電站k的儲能成本；K_ES為儲能裝置充放電成本系數(shù)；分別為t時(shí)段儲能裝置充放電功率；η_c、η_d分別為儲能裝置充放電效率，Δt'為充放電過程中的單位時(shí)段長度；

2)電網(wǎng)安全性目標(biāo)：聯(lián)絡(luò)線功率波動最小；

其中，F(xiàn)₂為智慧充電站k的聯(lián)絡(luò)線功率波動；

3)路網(wǎng)利用率目標(biāo)：節(jié)點(diǎn)總體不平衡率最小；

其中，F(xiàn)₃為智慧充電站k路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總體不平衡率；

根據(jù)智慧充電站經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)、電網(wǎng)安全性目標(biāo)以及路網(wǎng)利用率目標(biāo)，構(gòu)建智慧充電站目標(biāo)函數(shù)：

式中：F為智慧充電站k的綜合效益；分別為電網(wǎng)安全性目標(biāo)最大最小值；F₃^max、F₃^min分別為電網(wǎng)利用率目標(biāo)最大最小值；c₁、c₂為目標(biāo)效益轉(zhuǎn)換系數(shù)；

S3.2：構(gòu)建智慧充電站優(yōu)化模型約束條件，其中，智慧充電站優(yōu)化模型約束條件包括：

1)快速充電功率平衡約束：

其中，為智慧充電站儲能裝置功率，則儲能裝置放電，則儲能裝置充電；

2)智慧充電站聯(lián)絡(luò)線功率約束，各智慧充電站節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)線功率必須在一定范圍內(nèi)；

其中，分別是智慧充電站k所在電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的最小及最大功率；

3)智慧充電站充電服務(wù)費(fèi)上下限約束：

其中，C_max、C_min分別為智慧充電站服務(wù)價(jià)格上下限；

4)儲能裝置功率與能量約束：

S_min≤S_k(t)≤S_max

其中，S_max、S_min分別為儲能裝置荷電狀態(tài)上下限；S_k(t)為智慧充電站k在t時(shí)段儲能裝置荷電狀態(tài)；分別為儲能裝置充放電功率最大值。