[發(fā)明專利]一種計(jì)及電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化充電的協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111033740.1
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN113725857A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勇;欒樂;許中;莫文雄;彭和平;孔令明;崔屹平;劉俊翔;羅思敏;周凱;徐碩;范旭娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;B60L53/80;B60L53/64;B60L58/18;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 陳嘉雯

本發(fā)明公開了一種計(jì)及電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化充電的協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)，在電網(wǎng)分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)下，以換電站費(fèi)用最小為目標(biāo)，充分考慮換電站電池?cái)?shù)量平衡和狀態(tài)轉(zhuǎn)移約束，構(gòu)建對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，可依據(jù)日前換電站的需求預(yù)測，制定換電站的優(yōu)化充電策略，本發(fā)明所構(gòu)建的協(xié)調(diào)控制模型為正數(shù)線性規(guī)劃模型，與以電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)小為優(yōu)化目標(biāo)的非線性規(guī)劃模型相比，降低了求解難度，解決了現(xiàn)有的換電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行方式以電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)小為優(yōu)化目標(biāo)，增加了負(fù)荷預(yù)測的求解難度，實(shí)用性較低的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種計(jì)及電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化充電的協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車(Electric Vehicle,EV)以新能源電力代替石油作為其主要?jiǎng)恿δ茉?，具有碳排放低、環(huán)境友好的特點(diǎn)，逐漸成為世界各主要汽車制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)方向。目前電動(dòng)汽車的換點(diǎn)模式采用電池租賃方式，可顯著降低用戶的購車費(fèi)用，而且對電池進(jìn)行集中充電所采取的慢充方式，又可避免快充引起的電池壽命縮短的問題，使換電模式具有廣闊的應(yīng)用前景。

在換電模式下電動(dòng)汽車充電負(fù)荷模型對于研究換電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行調(diào)度具有重大意義，已有的換電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行側(cè)重于從電網(wǎng)側(cè)的角度出發(fā)，優(yōu)化換電站的充電策略使得電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)小，保證節(jié)點(diǎn)電壓不越限，但以電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)小為優(yōu)化目標(biāo)的協(xié)調(diào)控制方式，增加了負(fù)荷預(yù)測的求解難度，實(shí)用性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種計(jì)及電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化充電的協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的換電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行方式以電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)小為優(yōu)化目標(biāo)，增加了負(fù)荷預(yù)測的求解難度，實(shí)用性較低的技術(shù)問題。

有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供了一種計(jì)及電動(dòng)汽車換電站優(yōu)化充電的協(xié)調(diào)控制方法，包括：

步驟S1、構(gòu)建以分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)充電負(fù)荷的協(xié)調(diào)控制模型，所述協(xié)調(diào)控制模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，所述目標(biāo)函數(shù)為：

其中，F(xiàn)為換電站充電費(fèi)用，C_t為t時(shí)段的分時(shí)電價(jià)，P_c為換電站電池充電功率，x_t為t時(shí)段換電站電池的充電數(shù)量，Δt為時(shí)段間隔；

所述約束條件包括：

電池?cái)?shù)量平衡約束：x_t+n_t+r_t+z_t＝Y(jié)

其中，n_t為t時(shí)段電動(dòng)汽車新增換電需求的電池?cái)?shù)量，r_t為t時(shí)段換電站滿電電池?cái)?shù)量，z_t為t時(shí)段換電站空電電池?cái)?shù)量，Y為換電站電池保有量；

滿電電池?cái)?shù)量平衡約束：

其中，為t時(shí)段處于充電過程最后狀態(tài)的電池?cái)?shù)量，r_t+1為t+1時(shí)段換電站滿電電池?cái)?shù)量，n_t+1為t+1時(shí)段電動(dòng)汽車換電所需電池?cái)?shù)量；

空電電池?cái)?shù)量平衡約束：

其中，為t+1時(shí)段新充的電池?cái)?shù)量，z_t+1為t+1時(shí)段空電電池?cái)?shù)量；

各時(shí)段電池充電數(shù)量和各充電狀態(tài)電池?cái)?shù)量之間的約束：

其中，N_s為換電站每個(gè)時(shí)段每個(gè)電池可能處于的充電狀態(tài)總數(shù)量，為t時(shí)段處于第i個(gè)充電狀態(tài)的電池?cái)?shù)量，T為日前優(yōu)化的時(shí)段個(gè)數(shù)，

電池各充電狀態(tài)數(shù)量之間的約束：

換電站內(nèi)各時(shí)段充電電池?cái)?shù)量約束：

其中，x_max為換電站內(nèi)充電樁數(shù)量；