[發(fā)明專利]換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111156788.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113836735B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡子龍;沈賦;單節(jié)杉
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/0631;G06F119/02
• 代理公司: 昆明潤勤同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

本發(fā)明換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法屬于電力系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域；解決的技術(shù)問題為：提供一種換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法，同時滿足總運營成本最低和充電負荷波動最小的要求，滿足公交與電網(wǎng)兩利益主體的需求；采用的技術(shù)方案為：換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法，包括以下步驟：S1）建立電池組與換電需求匹配模型，S2）建立電池組充電優(yōu)化模型，S3）根據(jù)換電模式下電池組與換電需求匹配模型的特點求解該模型，S4）設(shè)定仿真場景和參數(shù)進行算例分析驗證。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法屬于電力系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電動公交由于使用電能驅(qū)動，具有節(jié)能效果好，減排潛力大的優(yōu)點，是近年來公交領(lǐng)域發(fā)展的重點方向，采購量和占比呈逐年增長的趨勢。大中城市一般都有幾千到上萬輛燃油公交，若將全部燃油公交換成電動公交，將有助于我國成功實現(xiàn)“雙碳”目標。

大規(guī)模電動汽車入網(wǎng)必然會對電網(wǎng)造成沖擊，為減少這種沖擊帶來的不利影響，專家學者做了大量研究，取得了很好的研究成果。已有文獻公開研究如何對大規(guī)模電動汽車的充電行為進行實時優(yōu)化調(diào)度，以減少充電成本和降低充電負荷波動。由于電動汽車具有一定的儲能能力，部分文獻還研究如何對大規(guī)模電動汽車集群的充放電行為進行優(yōu)化控制，以便為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻及電動汽車入網(wǎng)(vehicle-to-grid,V2G)輔助服務(wù)。此外，為減少大規(guī)模風電入網(wǎng)對電網(wǎng)造成的影響，部分文獻還研究利用電動汽車的儲能能力以平抑風電功率波動所帶來的不利影響，以達到消納風電和降低棄風率的目的。

一個大型公交車場一般具有多條線路，執(zhí)行多條公交線路的電動公交可視為一個集群，由于電動公交充電功率較大，電動公交集群集中無序充電會造成變壓器過載，降低電網(wǎng)電能質(zhì)量，加大電網(wǎng)峰谷差。同時在分時電價機制下，無序充電的經(jīng)濟性也較差，不利于電動公交的經(jīng)濟運營?，F(xiàn)已有公開資料分別對快充和換電模式下電動公交的充電策略進行了研究，研究成果有利于減少電動汽車充電成本，降低電網(wǎng)負荷峰谷差，但所建模型對電動公交的運營規(guī)律刻畫不夠深入，對公交公司指導作用不強。也有公開資料對電動公交的運營調(diào)度計劃進行研究，但由于沒有考慮電網(wǎng)分時電價機制，其充電策略采用的是無序充電，充電成本還存在優(yōu)化空間。

綜上所述，當前對電動公交充換電優(yōu)化調(diào)度策略的研究還不夠深入，所得成果不多。電動公交充換電策略制定涉及電網(wǎng)和交通兩個利益主體，目前的研究難以同時滿足雙方利益訴求。從能量補給角度看，電動公交的能量補給模式有充電和換電兩種，其中換電具有換電時間短、電池標準容易統(tǒng)一等優(yōu)點。國家電網(wǎng)公司2011年從電網(wǎng)的角度提出“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的電動汽車能量補給模式，這種充電方式特別適合電動公交這種具有周期性運營規(guī)律的電動汽車使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法，同時滿足總運營成本最低和充電負荷波動最小的要求，滿足公交與電網(wǎng)兩利益主體的需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：換電模式下電動公交集群充換電策略兩階段模型建立方法，包括以下步驟：

S1)建立電池組與換電需求匹配模型；

S2)建立電池組充電優(yōu)化模型；

S3)根據(jù)換電模式下電池組與換電需求匹配模型的特點求解該模型；

S4)設(shè)定仿真場景和參數(shù)進行算例分析驗證。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

(1)建立電池組與車次鏈的匹配模型，通過改進遺傳算法對模型進行求解，可以求出總運行成本最低的最優(yōu)車次鏈及各最優(yōu)車次鏈的換電策略，根據(jù)電池組與車次鏈的匹配關(guān)系，通過電池組充電優(yōu)化模型可求得各電池組最優(yōu)充電成本，算例表明所建模型總運營成本最低，總體運營經(jīng)濟性良好；