[發明專利]電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法

在審

• 申請號: 202111517247.7
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114186742A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 范宏;余子淳;王迪威
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 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響應的區域綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，根據區域綜合能源系統內的電動公交車運行特性，并對電動公交車進行建模；根據區域綜合能源系統的運行特點設置約束條件，根據區域綜合能源系統總運行成本為目標函數，建立公交車集群充放電、能源耦合設備出力、可再生能源出力、系統購售能協同調度的區域綜合能源系統優化調度模型；在區域綜合能源系統的優化調度模型基礎上，以電負荷波動率最小為目標函數，二次優化周期內電動公交車集群的充放電計劃以及區域綜合能源系統中能源耦合設備出力調度。

2.根據權利要求1所述電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法，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，其他狀態表示為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度初始和結束時刻的電能占比，表明調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、行駛和停駐狀態的唯一性。

3.根據權利要求1所述電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述區域綜合能源系統的運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，耦合設備約束。

4.根據權利要求1所述電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述區域綜合能源系統總運行成本為目標函數如下所示：

min F＝F_ene+F_op+F_c+F_wpc+F_V2G

其中：F為系統運行總成本；F_ene、F_op、F_c、F_wpc和F_V2G分別為能源購售成本、設備運維成本、碳排放成本、棄風電棄光伏懲罰成本和參與V2G的電池損耗成本。

5.根據權利要求1所述電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述以電負荷波動率最小為目標函數，二次優化周期內電動公交車集群的充放電計劃，即根據公交車集群和相關設備在峰、平、谷3個電價時段內充放電量和出力量不變的條件下進行二次優化，二次優化目標函數為：

其中：為調度周期內系統的電負荷波動率；P_sys,t為調度期間系統在t時段的總電負荷；P_avg為調度期間系統總電負荷平均功率。

6.根據權利要求5所述電動公交V2G響應的區域綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述優化實現具體步驟：

1)初始化，讀取電動公交車集群的發車時刻表、區域綜合能源系統中可再生能源預測出力和電、熱、氣負荷需求量；

2)根據發車時刻表，確定每輛電動公交車的運營計劃，計算出每輛電動公交車進、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)的數據，以系統運行成本最小為目標函數對區域綜合能源系統優化調度模型進行求解；

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

5)在保證系統購售能總量和相關設備出力不變的條件下，以系統電負荷波動率最小為目標函數進一步優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)目標函數的解集，包含96個時段再次優化的公交車集群充放電策略；

7)最后輸出區域綜合能源系統最終優化調度結果。