[發明專利]電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行方法

在審

• 申請號: 202211319879.7
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115829224A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 謝麗蓉;章攀釗;王智勇;宋新甫;崔傳世;馬蘭;卞一帆
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;H02J3/00;H02J3/32;G06Q50/06;G06N5/04
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 王峰剛

電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行方法，首先，根據電動汽車出行習慣的不確定性，考慮在蒙特卡洛抽樣下基于閔可夫斯基和建立電動汽車集群的荷儲可調度能力模型。然后，考慮配電網運營商與電動汽車聚合商的利益沖突以及電動汽車的靈活性，結合荷儲可調度能力構建碳交易機制下配電網運營商與電動汽車聚合商兩主體利益最大化的日前主從博弈模型和實時分配、調整偏差模型。最后，將日前雙層模型轉化為單層規劃問題，并在改進IEEE33節點系統進行驗證。結果表明，電動汽車集群荷儲可調度能力模型能夠提高調度的靈活性，解決模型變量維度；所提策略降低了系統碳排放，實現了配電網內多主體利益共贏。

技術領域

本發明涉及電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行策略領域，特別涉及電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行方法。

背景技術

近些年，交通運輸綠色低碳越來越必要。以新能源為主體的新型電力系統與電動汽車(electric vehicle，EV)協同發展成為必然。預計到2030年世界各國EV總保有量為2.4億輛，但是當前EV通常作為需求側的常規負荷。據統計每輛EV超過90％的時間都是未行駛狀態^[3]，當高空閑的EV集群并網且與配電網有效互動，EV可作為柔性儲能資源。同時，EV集群與配電網系統靈活交互時，配電網運營商(distribution system operator，DSO)與EV聚合商(EV aggregator，EVA)屬于不同利益主體，且都從自身主體利益出發，這將會產生利益沖突。因此，有必要在系統低碳運行前提下對新型配電網系統內多主體的利益沖突和調度管理重新優化。

在相關研究的基礎上，提出考慮EV集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化策略。為表征EV個體出行習慣和挖掘EV集群荷儲能力，基于閔可夫斯基和構建柔性EV集群荷儲可調度能力域。在此基礎上，日前定價及預調度管理階段綜合采用碳交易/EV碳排放配額機制，建立DSO與EVA利益共贏的主從博弈模型，并采用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)條件、對偶定理與互補松弛條件將雙層博弈模型轉化為單層規劃問題求解；實時階段考慮EV行為習慣和跟蹤預調度計劃，根據EV需求對車輛電量進行分配和偏差調整。經過兩階段優化后，在降低模型變量維度的同時兼顧多主體利益，實現系統的低碳性。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案為：

電動汽車集群可調度能力的多主體兩階段低碳優化運行方法，EVA作為EV的中介；DSO以其收益最大構建上層模型，負責基礎負荷用電與EVA充放電的電價策略；EVA在滿足需求的前提下以其用電費用最小構建下層模型，負責集群荷儲的預調度計劃；實時分配及調整階段，EVA根據日前電價、預調度計劃以自身收益最大分配EV充放電電量并調整日前預調度偏差；經過兩個階段優化后，各主體能得到合理電價及最優充放電決策。

進一步的，該方法包括

步驟一、EV集群荷儲可調度能力模型；

(1)EV個體充放電模型；

(2)EV集群的荷儲可調度能力模型；

步驟二、多主體兩階段低碳優化模型；

(1)日前主從博弈定價及預調度管理階段，包括上層DSO決策模型和下層EVA決策模型；

(2)實時分配及調整階段；

步驟三、模型的求解與轉化

(1)主從博弈的納什均衡解