[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

本發明公開了一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法。本發明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。本發明所提出的電動公交車的充電策略可以有效響應分時電價，對電網的削峰填谷起到了積極的作用。

技術領域

本發明屬于充電技術領域，涉及一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法。

背景技術

電動汽車作為新能源發展的重要內容，具有零排放、低噪聲、能源效率高的優點。近年來國家在城市公共交通領域開始優先推廣使用純電動公交車，尤其在北京、上海、杭州等城市，純電動公交車發展勢頭迅猛，由純電動公交車快速發展帶來的問題也成為關注的熱點。

電動公交車的大量發展不僅需要大規模的充電服務，同時也給電網規劃和運行帶來了多方面的挑戰。首先，電動公交車集群并網主要在負荷高峰期，勢必會拉大電網負荷峰谷差，影響電網穩定性；產生大量諧波，引起設備的附加損耗，加速絕緣老化；降低變壓器使用壽命；增大線路網損導致電網運行成本的增加。其次，電動公交車充電模式和充電策略的選擇會影響車輛的運行調度,電動公交車的充電時長及續航里程決定了公交車的投入數量和發車間隔。最后，純電動公交車充電策略對于電池壽命的影響很大，一般來說電池循環壽命至80％就要更換，而暴力無序的充電模式會造成動力電池的快速老化，以及增加充電站的維護頻次，導致成本的提高。因此，對純電動公交車充電策略進行優化，從而減小對電網的沖擊和降低成本顯得非常急迫?，F階段已經有一些研究從不同角度建立了充電策略的優化模型，實現了電動公交車的有序充電，但缺少對實際交通狀況以及公交運行狀態的綜合考慮，并且大都以慢充技術為背景，以至所得出的優化結果和實際存在一定的偏差，不能直接應用于快充型電動汽車。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其建立的優化模型以“間歇充電”的充電模式為基礎，通過分析單條線路的充電問題，選擇充電費用和電池損耗成本為優化目標，考慮充電功率約束和發車電量限制，使用滾動優化方法解決充電策略關于交通實時性、準確性的問題。

為此，本發明采用的技術方案是：一種基于運營環境的快充型公交車充電優化方法，其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。

采用滾動優化可以有效減小預測數據誤差對優化結果的影響，并且滾動優化的計算周期不斷減小，計算時間不斷減小，適用于為多條線路提供充電服務的快速充電站。

進一步地，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：