[發明專利]一種含有換電站的微電網優化運行方法

在審

• 申請號: 202210311359.5
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114722595A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 宋蓓蓓;陳文韜;程俊超;馬妍;姚沖城
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/32
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

1.一種含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

基于電動車輛的出行鏈，分析使用充換電站車輛的行為序列以及充換電需求，建立充換電需求模型；

依據行為數據集建立電池充電規則矩陣與車輛換電需求矩陣，進行車輛與電池的匹配決策；

建立換電站經濟最優上層模型；以及

考慮換電站運營負荷波動會對所在微網產生沖擊，建立以負荷波動方差最小為目標的下層模型。

2.根據權利要求1所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述建立電動車輛出行鏈模型公式為：其中，TC_t為電動車輛t的出行鏈；為電動車輛t在第i次出行鏈中的發車地點；為電動車輛t在第i次出行鏈中的發車時刻；ΔM_t,i為電動車輛t在第i次出行鏈中的行駛里程；ΔT_t,i為電動車輛t在第i次出行鏈中的行駛時長；為電動車輛t在第i次出行鏈中的到站地點；為電動車輛t在第i次出行鏈中的到站時刻；為電動車輛t在第i次出行鏈結束后的停車時長。

3.根據權利要求2所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述電動車輛的SOC公式為：

其中：SOC_r,t為電動車輛r在第t時返回換電站時的SOC(％)；SOC_r,0為電動車輛r在模擬過程初始時給定的SOC初值；S_r為電動車輛r的標稱里程；D_r,t為電動車輛r在第t時段內的行駛距離；ΔSOC_r,t為電動車輛r在第t時的SOC增量，若第t時段內未充、換電，則為0；η_r,t為電動車輛r在第t時的電池容量衰減系數，可簡化為0。

4.根據權利要求3所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，根據所述SOC狀態轉化函數可以得到電動車輛r在第t時返回充電點時的SOC，并結合下一時間段出行距離預期，可定義電池組與車輛充換電需求的判據為：

其中，D_r,t+1為電動車輛r在t+1時的預期出行距離；l_r,t+1為電動車輛r考慮是否要充、換電時所預留的里程裕量。

5.根據權利要求4所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述換電需求的流程為：

初始化給定電動車輛發車序列表、行駛能耗、起始SOC信息；

模擬一輪發車，對發出的車輛以及裝備電池依次從1至n_et編號，而剩余的備用電池按順序從n_et+1至n_bp編號；

依據發車時刻表模擬出行鏈，根據行駛距離和路況條件，計算出每輛電動車輛回站時所載電池的SOC；

依次判定電池組是否需要充電以及車輛是否需要充電的需求，若電池組SOC滿足充電需求，則將電池組卸下，并加入備用電池組序列末端排隊充電，同時記錄下該電池組當前SOC信息；

將備用電池組序列靠前的已滿電電池裝入電動車輛，其中備用電池組序列前后順序按下標升序排列，下標最小者處于最前端，優先充電，隨后該車輛則加入發車序列等待下一輪發車；

統計被換下電池組的SOC和時刻信息，結合充電電池數量和功率的調度以及后續充換電需求的匹配策略，便能得到充換電站日功率變化曲線。

6.根據權利要求1所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述依據行為數據集建立電池充電規則矩陣與車輛換電需求矩陣，進行匹配決策的步驟具體包括：建立充電需求與換電需求匹配指標，采用優劣解距離法排序法對二者進行匹配，得到充換電匹配方案，選取最優電池組與相應編號車輛進行充換電操作。

7.根據權利要求1所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述上層模型的公式為：其中：為購電成本，為電池儲能的配置成本，為參與輔助服務賣電收入，為碳市場收入。

8.根據權利要求1所述的含有換電站的微電網優化運行方法，其特征在于，所述下層模型的公式為：其中：P_equ,t為調度周期內電站的實時等效負荷功率。