[發明專利]一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法

在審

• 申請號: 202011379497.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112519598A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 黃曉明;馬駿超;宣曉華;肖修林;黃弘揚;樓伯良;陸承宇;彭琰;楊濤;陳峰
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;杭州意能電力技術有限公司
• 主分類號: B60L53/00
• 分類號: B60L53/00;B60L53/60;B60L53/64;B60L58/12
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其特征在于，采用基于滾動優化的雙層優化有序充電策略，在雙層優化有序充電策略中以充電費用和電池損耗費用為目標函數，以發車時電池荷電狀態限制和在站充電功率限制為約束建立優化模型；

上述方法包括以下具體步驟：

S1，在優化純電動公交車充電策略前，首先構建電池損耗的充電模型；

S11：確定運營線路上的電動公交車的需求數量；

S12：建立充電模型的優化目標；

S13：電池電量限制的約束條件；

S2，計算預測層數據，并將數據提交給調度層，所述的預測層為雙層優化有序充電策略的上層；

S3，調度層的數據處理以及滾動優化的實現；所述的調度層為雙層優化有序充電策略的下層，并且在調度層采用滾動優化實現數據的實時預測。

2.根據權利要求1所述的一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其特征在于，步驟S11中，

在電動公交車運行的環形線路上布置快速充電站，該線路發車間隔固定為T_interval，在道路暢通時每輛車每圈運行時間固定為T′，設置20％的備用車數量，則維持正常發車計劃的最少車輛數目為：

對N輛車進行編號，循環發車完成一天內的發車安排，在每一輛車進站后，在T_interval時間內為公交車充電；在快充運營模式下，為保證車輛的安全運行，每輛車每次充電時間都固定。

3.根據權利要求1所述的一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其特征在于，步驟S12中，

正常情況下某條線路第n輛車某一天運行任務中停靠次數是a_n(n＝1,2,3...N)，第n輛車第i次停靠的入站時間是S_ni，出站時間是L_ni，停站充電過程近似為恒功率充電，充電功率為P_ni(1≤n≤N，1≤i≤a_n)，優化目標為充電綜合成本：

W_總＝W₁+W₂ (2)

式中，W₁是充電費用，W₂是電池損耗折算成本：根據錳酸鋰電池充電損耗模型，在間歇充電模式下，假設動力電池報廢標準為電池最大荷電量低于40％，有如下公式：

式中，P_j為充電站24h內第j時段充電總功率；price_j(j＝1,2,3,...J)表示第j時段電價，I_ni為第n輛車第i次充電的充電倍率，n_life為在某充電倍率下的電池循環壽命，L為線路長度，E'為正常運行時滿載的每公里能耗，B為電池總電量，M_bat為電池購置成本，W_ni為在充電功率P_ni下的電池損耗費用，電池損耗成本為：

4.根據權利要求3所述的一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其特征在于，步驟S13中，

為防止電池過充和車輛安全運行，設定SOC_max、SOC_min表示電池荷電狀態的閾值，車輛發車時必須滿足電量限制，每輛車在充電后的SOC都必須大于SOC_min加上之后運行單圈消耗的電量，且要小于SOC_max；第n輛車第i次入站的SOC記為S_ni，充電之后運行時每公里能耗為E_ni；在每次計算時，當前時刻之后的車輛入站的SOC無法獲知，而S_n1在每次優化計算時不會改變，故采用累加形式，即第n輛車前i次充電電量分別滿足要求，約束條件如下：