一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法

本發(fā)明涉及充電優(yōu)化調(diào)度，尤其是涉及一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電動汽車的推廣使用，電動汽車的充電需求顯著增加，同時新能源技術(shù)的開發(fā)，光伏、風電等新能源為電網(wǎng)提供了更環(huán)保的電力來源，相比于傳統(tǒng)的火力發(fā)電所具有的持續(xù)穩(wěn)定性，新能源技術(shù)的發(fā)電能力存在顯著的峰谷。

2、為了實現(xiàn)削峰填谷效果，現(xiàn)有技術(shù)展現(xiàn)了對需求響應(yīng)的重視，嘗試通過理解和預測用戶對電價變化的敏感性來優(yōu)化充電行為。實施峰谷分時電價政策，有效地鼓勵了電動汽車用戶在電網(wǎng)低負荷時段進行充電。

3、但是在需求響應(yīng)動態(tài)調(diào)整方面，現(xiàn)有技術(shù)未能結(jié)合新能源發(fā)電能力本身的波動性變化，難以預測電價對電網(wǎng)負荷變化的影響，導致未完全考慮新能源消納與電動汽車充電需求間的聯(lián)系，因此提出準確描述二者間聯(lián)系，以此設(shè)計充電電價的方法對于激勵新能源消納是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，包括以下步驟：

4、s1：評估電動汽車的充電行為，計算電動汽車的充電負荷；

5、s2：通過隸屬度函數(shù)劃分新能源供電的峰谷時段；

6、s3：計算電動汽車負荷需求對電價的彈性響應(yīng)關(guān)系式，并計算充電成本；

7、s4：以新能源供電總量最小和充電成本最小為目標，構(gòu)建消納模型，并設(shè)定消納模型的目標函數(shù)和約束條件；

8、s5：通過遺傳算法解算消納模型，得到電動汽車充電電價調(diào)節(jié)設(shè)計方案。

9、進一步地，電動汽車的充電行為通過概率密度函數(shù)表示。

10、進一步地，電動汽車的充電負荷的計算表達式為：

11、

12、式中，pev(t)為t時段電動汽車充電負荷；n為電動汽車數(shù)量；pev,i(t)為電動汽車i在t時段的充電功率。

13、進一步地，電動汽車負荷需求對電價的響應(yīng)關(guān)系式為：

14、

15、式中，為受影響后的i時段電動汽車負荷需求量，εii為自彈性系數(shù)，εij為互彈性系數(shù)，為i時段電動汽車初始負荷需求量，qi為i時段電動汽車負荷需求量，為i時段初始電價，ρi為i時段電價，為j時段初始電價，ρj為j時段電價。

16、進一步地，電動汽車的充電開始時間的表達式為：

17、

18、式中，μs為充電開始時間的平均值，σs為充電開始時間的標準差。

19、進一步地，消納模型的目標函數(shù)包括求解發(fā)電總量最小的目標函數(shù)和求解電動汽車用戶充電總費用最小的目標函數(shù)，求解發(fā)電總量最小的目標函數(shù)的計算表達式為：

20、

21、式中，pev,i(t)代表第t個時段中第i輛電動汽車充電功率；pw,i(t)、ppv,i(t)依次代表第t個時段中第i個發(fā)電單元的發(fā)電功率；

22、求解電動汽車用戶充電總費用最小的目標函數(shù)的計算表達式為：

23、

24、式中，n代表電動汽車入網(wǎng)數(shù)；pev,i(t)代表第i輛電動汽車充電功率；c(t)代表t時段電動汽車充電費用；δtev,i代表第t個時段中第i輛電動汽車充電時間。

25、進一步地，消納模型的約束條件包括電動汽車充電約束、發(fā)電單元有功功率約束和電價約束。

26、進一步地，電動汽車充電約束的計算表達式為：

27、

28、

29、式中，分別為電動汽車充電功率的上限和下限；分別為電動汽車充電時soc的上限和下限。

30、進一步地，發(fā)電單元有功功率約束的計算表達式為：

31、pgimin≤pgi≤pgimax

32、式中，pgimax、pgimin分別表示分布式電源出力的上限和下限。

33、進一步地，電價約束的計算表達式為：

34、πmin≤πt≤πmax

35、式中，πmax、πmin分別為分時電價的上限和下限。

36、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

37、1)本發(fā)明通過隸屬度函數(shù)劃分用電峰谷時段，通過建立電動汽車負荷需求對電價的彈性響應(yīng)關(guān)系式和消納模型，以消納模型的目標函數(shù)和約束條件，平抑配電網(wǎng)的負荷波動，通過遺傳算法求解消納模型，得到充電負荷與新能源發(fā)電能力匹配的電價設(shè)計方案，引導電動汽車有序充電，充分消納新能源。

38、2)本發(fā)明將峰谷時段看作模糊集合，并通過隸屬函數(shù)來確定每個時刻的隸屬度。通過該方法，能夠更靈活精確地反映峰谷的實時變化。

39、3)本發(fā)明考慮負荷側(cè)的需求響應(yīng)建立電價模型，通過該電價模型，可有效體現(xiàn)電價變化對用戶消費的影響作用。

40、4)本發(fā)明建立的消納模型，將電動汽車的充電行為與新能源發(fā)電的間歇性波動相結(jié)合，平衡新能源入網(wǎng)波動。

技術(shù)特征：

1.一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電動汽車的充電行為通過概率密度函數(shù)表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電動汽車的充電負荷的計算表達式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電動汽車負荷需求對電價的彈性響應(yīng)關(guān)系式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電動汽車的充電開始時間的表達式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述消納模型的目標函數(shù)包括求解發(fā)電總量最小的目標函數(shù)和求解電動汽車用戶充電總費用最小的目標函數(shù)，所述求解發(fā)電總量最小的目標函數(shù)的計算表達式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述消納模型的約束條件包括電動汽車充電約束、發(fā)電單元有功功率約束和電價約束。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電動汽車充電約束的計算表達式為：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述發(fā)電單元有功功率約束的計算表達式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，其特征在于，所述電價約束的計算表達式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種激勵新能源消納的設(shè)計電動汽車充電電價的方法，包括以下步驟：評估電動汽車的充電行為，計算電動汽車的充電負荷；通過隸屬度函數(shù)劃分新能源供電的峰谷時段；計算電動汽車負荷需求對電價的彈性響應(yīng)關(guān)系式，并計算充電成本；以新能源供電總量最小和充電成本最小為目標，構(gòu)建消納模型，并設(shè)定消納模型的目標函數(shù)和約束條件；通過遺傳算法解算消納模型，得到電動汽車充電電價調(diào)節(jié)設(shè)計方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)合新能源發(fā)電能力本身的波動性變化，能夠預測電價對電網(wǎng)負荷變化的影響，有助于新能源的消納等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：吳博,鄒海榮
受保護的技術(shù)使用者：上海電機學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6