[發(fā)明專利]電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法

在審

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• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114186742A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范宏;余子淳;王迪威
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26;B60L55/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;徐穎

1.一種電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)內(nèi)的電動公交車運(yùn)行特性，并對電動公交車進(jìn)行建模；根據(jù)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)置約束條件，根據(jù)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)總運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)，建立公交車集群充放電、能源耦合設(shè)備出力、可再生能源出力、系統(tǒng)購售能協(xié)同調(diào)度的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型；在區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度模型基礎(chǔ)上，以電負(fù)荷波動率最小為目標(biāo)函數(shù)，二次優(yōu)化周期內(nèi)電動公交車集群的充放電計(jì)劃以及區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中能源耦合設(shè)備出力調(diào)度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述電動公交車建模：

一輛電動公交車的能量表達(dá)式如下：

E_t+1＝E_t+E_c,t-E_d,t-E_t,t+E_s,t

其中，E_t+1和E_t分別為t+1、t時段電動公交車的蓄電池所擁有的能量；E_c,t、E_d,t、E_t,t和E_s,t分別為t時段電動公交車充電、放電、行駛和停駐的能量變化量；和分別為電動公交車在t時段充電、放電、行駛和停駐的狀態(tài)變量，分別為1時表示電動公交車正處于充電、放電、行駛和停駐狀態(tài)，其他狀態(tài)表示為0；和分別為電動公交車在t時段充電、放電、行駛消耗功率；和為電動公交車的充、放電效率；

電動公交車約束：

SOC_t＝E_t/E_max

SOC_min≤SOC_t≤SOC_max

E₀＝E_T

其中：和為電動公交車的允許充、放電功率的最大值；E_max為電動公交車蓄電池的容量的上限；E₀和E_T分別為電動公交車調(diào)度初始和結(jié)束時刻的電能占比，表明調(diào)度前后電動公交車蓄電池能量一致；后兩式表明電動公交車充電、放電、行駛和停駐狀態(tài)的唯一性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行的約束條件包括電動公交車約束，電、氣、熱功率平衡約束，可再生能源出力約束，能量交互約束，耦合設(shè)備約束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)總運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)如下所示：

min F＝F_ene+F_op+F_c+F_wpc+F_V2G

其中：F為系統(tǒng)運(yùn)行總成本；F_ene、F_op、F_c、F_wpc和F_V2G分別為能源購售成本、設(shè)備運(yùn)維成本、碳排放成本、棄風(fēng)電棄光伏懲罰成本和參與V2G的電池?fù)p耗成本。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述以電負(fù)荷波動率最小為目標(biāo)函數(shù)，二次優(yōu)化周期內(nèi)電動公交車集群的充放電計(jì)劃，即根據(jù)公交車集群和相關(guān)設(shè)備在峰、平、谷3個電價時段內(nèi)充放電量和出力量不變的條件下進(jìn)行二次優(yōu)化，二次優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為：

其中：為調(diào)度周期內(nèi)系統(tǒng)的電負(fù)荷波動率；P_sys,t為調(diào)度期間系統(tǒng)在t時段的總電負(fù)荷；P_avg為調(diào)度期間系統(tǒng)總電負(fù)荷平均功率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電動公交V2G響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述優(yōu)化實(shí)現(xiàn)具體步驟：

1)初始化，讀取電動公交車集群的發(fā)車時刻表、區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中可再生能源預(yù)測出力和電、熱、氣負(fù)荷需求量；

2)根據(jù)發(fā)車時刻表，確定每輛電動公交車的運(yùn)營計(jì)劃，計(jì)算出每輛電動公交車進(jìn)、出站時間以及車載蓄電池的SOC變化量；

3)輸入步驟1)、步驟2)的數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解；

4)通過Cplex求解出滿足步驟3)目標(biāo)函數(shù)的解集，包含96個時段的公交車集群充放電、能源耦合設(shè)備出力、可再生能源出力、系統(tǒng)購售能功率；

5)在保證系統(tǒng)購售能總量和相關(guān)設(shè)備出力不變的條件下，以系統(tǒng)電負(fù)荷波動率最小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化電動公交車集群的充、放電策略；

6)通過Cplex求解出滿足步驟5)目標(biāo)函數(shù)的解集，包含96個時段再次優(yōu)化的公交車集群充放電策略；

7)最后輸出區(qū)域綜合能源系統(tǒng)最終優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。