[發(fā)明專利]電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113113925A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐占伯;劉鳳霞;吳江;管曉宏;趙浩銘
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/00;B60L53/64;B60L53/51;B60L55/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開了電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，該系統(tǒng)由N輛電動汽車與M棟建筑組成，其中每棟建筑都裝配有光伏發(fā)電系統(tǒng)、恒溫調(diào)節(jié)器系統(tǒng)、電動汽車充電樁。該方法采用情景樹方法以解決隨機性問題，根據(jù)太陽輻射強度、恒溫調(diào)節(jié)器設(shè)定溫度以及電動汽車移動帶來的能量交互，建立光伏發(fā)電、建筑負荷以及電動汽車移動帶來的能量交互的預(yù)期場景，以在所有情景下平均運行成本最小為目標，對系統(tǒng)進行混合整數(shù)線性規(guī)劃，以研究系統(tǒng)的運行策略。在該優(yōu)化問題中，保持光伏發(fā)電、建筑負載在所有情景下的運行策略相同，而令電動汽車的充放電在不同情境下的運行策略可變，以達到消納新能源的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于新能源的電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)

經(jīng)濟的發(fā)展對能源需求急劇增加，導(dǎo)致煤炭、天然氣、石油等傳統(tǒng)化學(xué)能源日趨枯竭，同時化石能源的極度開采和過度使用引發(fā)了酸雨、霧霾等惡劣環(huán)境問題，嚴重威脅人體健康和社會良性發(fā)展。因此，以化石能源為主的傳統(tǒng)能耗模式已經(jīng)不能完全滿足需求。如何尋求新的能耗模式，解決能源消耗和環(huán)境保護的沖突性難題是社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。一方面，充分利用水能、風(fēng)能、太陽能等綠色新能源是一種行之有效的解決方案，然而，新能源的電力以高轉(zhuǎn)換效率及大規(guī)模無損接入常規(guī)電力系統(tǒng)的技術(shù)難度大，在一定程度上限制了綠色新能源的實際應(yīng)用。另一方面，在能源運輸、轉(zhuǎn)化、分配等環(huán)節(jié)存在驚人的能量損耗，若是能夠有效減小能量損耗，提高能量利用率，同樣也是一種切實可行的解決方案，在已經(jīng)提出的諸多解決能源與環(huán)境問題的方法中，節(jié)能是一種被公認為最有效或者最沒有爭議的緩解、解決能源危機的方法，尤其是在能源系統(tǒng)負載側(cè)的節(jié)能作用更為明顯。

現(xiàn)階段，社會總能耗中占比最大的是樓宇運行，因此，相比于工業(yè)和運輸業(yè)，樓宇由于其能耗總量巨大、用能彈性高而具有巨大的節(jié)能空間。此外，隨樓宇運行而產(chǎn)生的廢氣、廢渣等污染物排放也是城市環(huán)境惡化的主要原因。35％的二氧化碳排放、49％的二氧化硫排放、25％的一氧化二氮排放和10％的顆粒污染物排放是由于建筑運行造成的。

為緩解日漸嚴峻的能源危機和環(huán)境問題，一方面在需求側(cè)大力推廣需求響應(yīng)計劃，引導(dǎo)用戶科學(xué)合理的用電。隨著智能電網(wǎng)理念的提出和實施，其所具有的信息化、自動化、數(shù)字化和互動化的新型信息物理能源系統(tǒng)的發(fā)展為能源需求側(cè)優(yōu)化提供了新途徑。

另外一方面在大力發(fā)展清潔新能源，目前的發(fā)展趨勢為：一方面在能源供應(yīng)側(cè)大力可再生新能源，提高新能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比；另一方面，在需求側(cè)大力推廣新能源汽車的使用，實現(xiàn)交通領(lǐng)域“以電代油”，從而緩解交通運輸對于傳統(tǒng)化石能源的依賴，實現(xiàn)節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了基于新能源的電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化方法、裝置、設(shè)備和介質(zhì)，結(jié)合新能源，在滿足建筑舒適度需求，電動汽車的出行需求的同時，消納新能源，提高系統(tǒng)效率并達到最小的運行成本。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化方法，包括以下步驟：

S1、收集當前天氣數(shù)據(jù)，并給出下一時段的天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)測的室外環(huán)境溫度以及建筑負載模型得到建筑的負載功率預(yù)測數(shù)據(jù)；根據(jù)天氣預(yù)測數(shù)據(jù)得到下一時段的光伏發(fā)電功率；

收集每輛電動汽車的行程鏈信息，根據(jù)單輛電動汽車的行程鏈對電動汽車群進行時間與空間上的信息聚合，得到電動汽車群的時空耦合信息；

S2、根據(jù)建筑的負載功率預(yù)測數(shù)據(jù)，電動汽車群的時空耦合信息，以及光伏發(fā)電的出力信息進行協(xié)同優(yōu)化，得到新能源的電動汽車群與建筑群的開銷最小的運行策略集。

一種電動汽車群與建筑群的協(xié)同優(yōu)化裝置，包括信息采集與分析模塊，情景生成器，以及優(yōu)化計算模塊與控制模塊；