一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法。該方法包括以下步驟：(1)獲取為地區(qū)負荷供電機組參數(shù)及次日的檢修計劃；(2)獲取次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線；(3)建立考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化模型并求解；(4)下發(fā)機組組合結(jié)果與分時電價。本發(fā)明給出的考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法可以同時滿足系統(tǒng)運行、發(fā)電機組運行和電動汽車運行等約束，利用分時電價引導(dǎo)用戶形成最優(yōu)化的電動汽車充電行為，有效降低電力供應(yīng)鏈的生命周期成本，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性。
【專利說明】
一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于需求響應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮電動汽車的機組組合與分時電 價聯(lián)合優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國的環(huán)境問題，特別是霧霾問題日益突出，而機動車的尾氣是霧霾顆粒組成的 最主要的成分，電動汽車作為新一代交通工具，其在節(jié)能減排、減少大氣污染方面有著巨大 的優(yōu)勢，我國政府高度關(guān)注電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，然而電動汽車充電在時間和空間上 有隨機性特點，使其成為電網(wǎng)的一類特殊負荷，規(guī)?；妱悠嚨臒o序充電將會加劇電網(wǎng) 峰谷差，導(dǎo)致配電網(wǎng)線路過載、電壓跌落、網(wǎng)損增加等一系列問題。
[0003] 因此，亟待解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種考慮電動汽車的機組組合 與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法，該優(yōu)化方法可以利用分時電價引導(dǎo)車主進行有序充電，站在全 局角度同時考慮機組組合，起到降低電力供應(yīng)鏈的生命周期成本、提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性 與安全性的目的。
[0005] 技術(shù)方案:本發(fā)明提供一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法， 包括以下步驟：
[0006] (1)獲取地區(qū)負荷供電機組參數(shù)及次日的檢修計劃，供電機組參數(shù)包含機組的運 行成本系數(shù)、啟動成本、機組出力限值、增/減負荷速率、最小允許運行時間、最小允許停機 時間；
[0007] (2)獲取次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線，常規(guī)負荷的預(yù)測曲線與電動 汽車無序充電曲線相加則可得次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線；
[0008] (3)建立考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化模型并在一定約束條件下 求解得到機組組合結(jié)果與分時電價，優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為最小化電力供應(yīng)鏈生命周期成 本，具體包括發(fā)電成本、機組啟停成本、V2G成本、網(wǎng)損成本、普通負荷購電成本以及電動汽 車購電成本，具體表達式為：
[0009] minF(rvaJ；JJ；:,rp；.,) T N' MY1G N ( 1.) =min ^^[/(P；) +C,,,(1 - U； ')]1]；+ ￡ C； ：0/ -f P：nX?； + ft,, P："+ ?=1 /=! j=l i=]
[0010] 式中：tG(l，T)表示時間，T = 24為時段數(shù)，N為總機組數(shù)，/(P/)為機組i在t時刻的 運行費用，/(P/) = a,(P丨)2 + /;>, P> c,，P/為機組i在t時刻的有功出力，其中ai，bi，Ci為成本計算 系數(shù)；
[0011] Ci,t為機組i在t時刻的啟動費用，代為機組i在t時刻的狀態(tài)，0為停機，1為開機； 為電力公司購買j用戶t時刻的V2G成本，N V2AV2G用戶的個數(shù)；
[0012] 4表示網(wǎng)損成本系數(shù)，n表示網(wǎng)損率；表示電動汽車外的常規(guī)負荷，表示常 規(guī)負荷電價;pL?表不電動汽車充電分時電價;MpL.)表不電動汽車充電負荷，用戶將根據(jù) 分時電價對電動汽車充電負荷的影響原理而修改充電時間，進而影響充電負荷；
[0013] (4)下發(fā)機組組合結(jié)果與分時電價，將機組啟停安排下發(fā)給各個機組并將分時電 價下發(fā)至電動汽車用戶處。
[0014] 其中步驟(3)中分時電價對電動汽車充電負荷的影響原理為：
[0015] 根據(jù)消費者心理學(xué)的峰谷電價模型，負荷轉(zhuǎn)移率與電價的關(guān)系近似可以擬合成分 段線性函數(shù)。 0， 0 ^ PL - Plr ^ apv . Kp'.iPL- Plu,，aPv)， (2)
[0016] A 又;r,又：r ~
[0017] 式中Apv為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率，j.r為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值， '、為電動汽車充電峰電價和谷電價，a pv為峰谷電價差分段參數(shù)，KPV為峰谷轉(zhuǎn)移率的計 算因子；
[0018] 峰時段到平時段以及平時段到谷時段的負荷轉(zhuǎn)移率具體表達式為： ^ ^ -Pear ~ Pea- , KpniPL- P'L-ap,X (3)
[0019] ' 又r，義；r，ww:.-心 〇， 〇 幺
[0_ ap:n)， ⑷ ^:r^:r^m-+a,n<p：ar-p：;ar
[0021]式中Apn為峰時段到平時段的轉(zhuǎn)移率，Anv為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率，％r為峰時 段到平時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，cr為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，/>l為電動汽車 充電平電價，apn為峰平電價差分段參數(shù)，a nv為平谷電價差分段參數(shù)，Kpn為峰平轉(zhuǎn)移率的計 算因子，Knv為平谷轉(zhuǎn)移率的計算因子；
[0022]在t時刻開始充電的電動汽車輛數(shù)Nt，其計算方法為： -' - (5)
[0023] Nt=\NtO + A0.Np-Ap,Nt, t<Etf -入Rlip,祕p
[0024] 式中，Apv、Apf、Afv分別為峰時段到谷時段、峰時段到平時段、平時段到谷時段的負 荷轉(zhuǎn)移率，T P、Tf、Tv分別為峰時段、平時段、谷時段，t為其中的任一時刻，Nto為無分時電價時 在t時刻起始充電的輛數(shù)，％為在實施T0U前峰時段峰時刻平均起始充電的電動汽車輛數(shù)， 為在實施T0U前峰時段平時刻平均輛數(shù)。
[0025] 優(yōu)選的，步驟(3)中所述約束條件包括系統(tǒng)約束條件、機組約束條件和電動汽車用 戶約束條件；
[0026] 其中，系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束和系統(tǒng)備用約束，
[0027] 功率平衡約束：
[0028] Zp/ + S + ⑷ j=i i=Y
[0029] 表示t時刻系統(tǒng)發(fā)電功率與V2G功率的總和等于系統(tǒng)所有負荷和網(wǎng)損的總和；
[0030] 系統(tǒng)備用約束：
[0031 ] (7) /二 1
[0032] 式中，Rt為t時刻負荷備用需求;Rdi為發(fā)電機組i的最大增負荷速率，其為正值；
[0033] 機組約束條件包括發(fā)電機爬坡速率約束、發(fā)電機出力上下限約束和最小啟停時間 約束，
[0034] 發(fā)電機爬坡速率約束：
[0035] Rdj < P'； ' -^<：Rui (8)
[0036] 式中，Rdi為發(fā)電機組i的最大減負荷速率，其為負值;Rui為發(fā)電機組i的最大增負 荷速率，其為正值；
[0037]發(fā)電機出力上下限約束：
[0038] < P； <PU： (.9)
[0039] 式中，萬、在分別為機組i出力的上下限；
[0040] 最小啟停時間約束：
[0041 ] | , (10)
[(mw.1 - (7;)之 0
[0042] 式中，Xf"為發(fā)電機組i在時刻t之前處于運行狀態(tài)的時間，為發(fā)電機組i在時 亥ijt之前處于停機狀態(tài)的時間，Tf"為發(fā)電機組i的最小允許運行時間，Tf為發(fā)電機組i的最 小允許停機時間；
[0043]電動汽車用戶約束條件包括用戶出行約束、V2G時間約束、V2G功率約束、充電電價 與充電負荷關(guān)系約束和平均電價不上升約束，
[0044] 用戶出行約束：
[0045] 〇<T' -Tu,<\2-T' ( 11 )
[0046] 式中，為第k輛車結(jié)束當(dāng)天行程時刻，r/、7：f分別為第k輛車實行分時電價之 后用的起始充電時刻和充電持續(xù)時間；
[0047] V2G時間約束：
[0048] T^l20<T^ - T^lti<\2 (12)
[0049] 式中，、7^2(?為第k輛車采用V2G技術(shù)的起始放電時刻和放電持續(xù)時間；
[0050] V2G功率約束：
(13)
[0052]式中，r/u為第k輛車無序充電時充電持續(xù)時間;nc為電動汽車充放電的能量損失， 即放電效率；
[0053]充電電價與充電負荷關(guān)系約束：
[0054] nip：J = Pi：!N! 14
[0055]式中，Pcar為單輛電動車充電功率，Nt由電動汽車充電電價；
[0056] 分時電價上下限約束：
[0057] pL =pcM (15)
[0058] pL/p："<A (16)
[0059] 式中，A為峰電價與谷電價最大拉開比，P_為常規(guī)負荷電價。
[0060] 平均電價不上升約束： T .T
[0061 ] Z"'(pL,.)pL J 2^'(A.OT)兩調(diào) 07) f=l t=\
[0062]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點：首先該優(yōu)化方法將機組組合 與分時電價的優(yōu)化相結(jié)合，綜合性的考慮兩者方法的優(yōu)化結(jié)果，將分時電價對電動汽車充 電的影響引入到機組組合問題中，可以利用分時電價引導(dǎo)用戶形成最優(yōu)化的電動汽車充電 行為，促使電動汽車有序充電，優(yōu)化機組組合，有效降低電力供應(yīng)鏈的生命周期成本，提高 電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性;再者本發(fā)明所提供的優(yōu)化方法可以為在電動汽車負荷比例較 大時制定分時電價提供一種最優(yōu)的解決思路。
【附圖說明】
[0063]圖1為本發(fā)明的總流程圖；
[0064]圖2為本發(fā)明電動汽車有序/無序充電情況對比；
[0065]圖3為本發(fā)明系統(tǒng)總負荷對比；
[0066] 圖4為本發(fā)明發(fā)電機組啟動臺數(shù)對比。
【具體實施方式】
[0067] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。
[0068] 首先說明本發(fā)明中實施例的參數(shù)設(shè)置情況。選取某配電網(wǎng)某天的負荷數(shù)據(jù)作為負 荷預(yù)測數(shù)據(jù)，該地區(qū)的機動車保有量約為20萬輛，模擬滲透率為5%即1萬輛電動私家車求 解本模型。電動汽車的充放電功率為10kW，電池容量為50kWh。電動私家車主要在工作區(qū)和 居住區(qū)充電，到達工作區(qū)開始充電的時間近似服從正態(tài)分布N(9,0.52)，到達居住區(qū)開始充 電的時間分別近似服從正態(tài)分布N(19,1.52)。
[0069]在沒有實施分時電價的情況下，統(tǒng)一電價選用該地區(qū)的居民電價0.717元/(kWh)， 電價時段劃分參照該地區(qū)工業(yè)用戶峰谷分時電價方案，如表1所示。分時電價的平時段電價 選為該地區(qū)居民電價0.717元/(kWh) J2G放電電價選取1.5元/(kWh)，網(wǎng)損率選為5%，網(wǎng)損 成本系數(shù)也選用該地區(qū)居民電價0.717元/(kWh)。
[0070]表1分時電價時段劃分
[0072] 本發(fā)明一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法，包括以下步驟：
[0073] (1)獲取地區(qū)負荷供電機組參數(shù)及次日的檢修計劃;本地區(qū)供電機組共有6臺，供 電機組參數(shù)包含機組的運行成本系數(shù)、啟動成本、機組出力限值、增/減負荷速率、最小允許 運行時間、最小允許停機時間;次日沒有檢修計劃；
[0074] (2)獲取次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線;假設(shè)電動汽車主要在工作區(qū) 與居住區(qū)充電，到達工作區(qū)開始充電的時間與到達居住區(qū)開始充電的時間均服從正態(tài)分 布，每臺電動汽車一旦開始充電則會一直充滿，當(dāng)所有電動汽車按照這一規(guī)則充電，則認定 為無序充電；常規(guī)負荷的預(yù)測曲線與電動汽車無序充電曲線相加則可得次日電動汽車無序 充電時的負荷預(yù)測曲線；其中常規(guī)負荷的預(yù)測曲線是由電網(wǎng)調(diào)度部門通過成熟算法得到 的，本實施例使用某配電網(wǎng)某天的負荷數(shù)據(jù)作為負荷預(yù)測數(shù)據(jù)；
[0075] (3)建立考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化模型并在一定約束條件下 求解得到機組組合結(jié)果與分時電價;優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為最小化電力供應(yīng)鏈生命周期成 本，具體包括發(fā)電成本、機組啟停成本、V2G成本、網(wǎng)損成本、普通負荷購電成本以及電動汽 車購電成本，具體表達式為：
[0076] T N Ny2B N ( 1.) = min X !X[/(FV) +C,f(l -U；-')]U；4 ￡ C； ：0/ + p；i?TP； + f>Ln〇n+ t-\ i-\ j=l
[0077] 式中：tG (1 ,T)表不時間，T = 24為時段數(shù)，按照一天24小時每一小時為一個時段， N為總機組數(shù)，/(巧):為機組i在t時刻的運行費用，/(P;) = a,(P:)2 +6, ，巧為機組i在t時 亥IJ的有功出力，其中anbnQ為成本計算系數(shù);F(x)是以x為未知數(shù)的函數(shù)，/(P/:)是以朽為 未知數(shù)的函數(shù)；
[0078] Ci,t為機組i在t時刻的啟動費用，為機組i在t時刻的狀態(tài)，0為停機，1為開機； 為電力公司購買j用戶t時刻的V2G成本，NV2C為V2G用戶的個數(shù)；
[0079] g表示網(wǎng)損成本系數(shù)，n表示網(wǎng)損率；表示電動汽車外的常規(guī)負荷，表示常 規(guī)負荷電價;?表不電動汽車充電分時電價;表不電動汽車充電負荷，用戶將根據(jù) 分時電價對電動汽車充電負荷的影響原理而修改充電時間，進而影響充電負荷；
[0080] 具體分時電價對電動汽車充電負荷的影響原理為：
[0081] 根據(jù)消費者心理學(xué)的峰谷電價模型，負荷轉(zhuǎn)移率與電價的關(guān)系近似可以擬合成分 段線性函數(shù)。 0， 〇 ^ PL- - P'car ~ aPv r n . K,,v(PL ^ P'car ^ ap^ (?)
[0082] Apv=\
[0083] 式中Apv為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率，為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值， />L.、/C為電動汽車充電峰電價和谷電價，a pv為峰谷電價差分段參數(shù)，KPV為峰谷轉(zhuǎn)移率的計 算因子；
[0084] 峰時段到平時段以及平時段到谷時段的負荷轉(zhuǎn)移率具體表達式為： 0, 0 < p^ar - < am
[0085] A (3) ，arm<pi：,r-p：r<^/Kpn+a im ^^^tKpn + apn<p：a-plr 0， 0 ^ P'car - PL ^ anr
[_6] A卜見-P，-~')， ⑷ am<P：ar-p：a,<^TIKm- + am. A；：\Ar/Km,+am<pl-p：,r
[0087]式中Apn為峰時段到平時段的轉(zhuǎn)移率，Anv為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率，為峰時 段到平時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，cr為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，為電動汽車 充電平電價，apn為峰平電價差分段參數(shù)，a nv為平谷電價差分段參數(shù)，Kpn為峰平轉(zhuǎn)移率的計 算因子，Knv為平谷轉(zhuǎn)移率的計算因子，其余量為消費者心理學(xué)參數(shù)；
[0088]在t時刻開始充電的電動汽車輛數(shù)Nt，其計算方法為： Nt0 + \vNp + ^fv teTv -- - (5)
[0089] M., = \Nl0 + lplNp-lpN!, t^Tt
[0090] 式中，Apv、Apf、Afv分別為峰時段到谷時段、峰時段到平時段、平時段到谷時段的負 荷轉(zhuǎn)移率，T P、Tf、Tv分別為峰時段、平時段、谷時段，t為其中的任一時刻，Nto為無分時電價時 在t時刻起始充電的輛數(shù)，%為在實施T0U前峰時段峰時刻平均起始充電的電動汽車輛數(shù)， 為在實施T0U前峰時段平時刻平均輛數(shù)。
[0091 ]本發(fā)明中約束條件包括系統(tǒng)約束條件、機組約束條件和電動汽車用戶約束條件；
[0092]其中，系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束和系統(tǒng)備用約束，
[0093] 功率平衡約束：
[0094] Zp/ + Z pr2c, =C+ + C6) i = t /=1 7=1
[0095] 表示t時刻系統(tǒng)發(fā)電功率與V2G功率的總和等于系統(tǒng)所有負荷和網(wǎng)損的總和；
[0096]系統(tǒng)備用約束：
[0097] hhL::之 R, '(7.) 1=1
[0098] 式中，Rt為t時刻負荷備用需求;Rdi為發(fā)電機組i的最大增負荷速率，其為正值；
[0099] 機組約束條件包括發(fā)電機爬坡速率約束、發(fā)電機出力上下限約束和最小啟停時間 約束，
[0100] 發(fā)電機爬坡速率約束：
[0101] Rm < P/~] -PI < Rt:! f 8)
[0102] 式中，Rdi為發(fā)電機組i的最大減負荷速率，其為負值;Rui為發(fā)電機組i的最大增負 荷速率，其為正值；
[0103]發(fā)電機出力上下限約束：
[0104] /^/； <^ <7]U； (9)
[0105] 式中，耳、|分別為機組i出力的上下限；
[0106] 最小啟停時間約束： 「(X- -T,UK)(t/;-V+1)>0
[0107] \(X':〇t, - )([/；fl -1/；) > 0 C10)
[0108] 式中，Xf*為發(fā)電機組i在時亥Ijt之前處于運行狀態(tài)的時間，Xp為發(fā)電機組i在時 亥Ijt之前處于停機狀態(tài)的時間，T/"為發(fā)電機組i的最小允許運行時間，為發(fā)電機組i的最 小允許停機時間；
[0109] 電動汽車用戶約束條件包括用戶出行約束、V2G時間約束、V2G功率約束、充電電價 與充電負荷關(guān)系約束和平均電價不上升約束，
[0110] 用戶出行約束：
[0111] 0<T； -T；'1 <\2~r ( 11 )
[0112] 式中，為第k輛車結(jié)束當(dāng)天行程時刻，g、r/分別為第k輛車實行分時電價之后 用的起始充電時刻和充電持續(xù)時間；
[0113] V2G時間約束：
[0114] T^2G<T^-T^V2G<12 (12)
[0115]式中，、：r^2(J為第k輛車采用V2G技術(shù)的起始放電時刻和放電持續(xù)時間；
[0116] V2G功率約束：
(13)
[0118]式中，為第k輛車無序充電時充電持續(xù)時間;n。為電動汽車充放電的能量損失， 即放電效率；
[0119] 充電電價與充電負荷關(guān)系約束：
[0120] Vifimr) = ^ear^t (14).
[0121] 式中，Pcar為單輛電動車充電功率，Nt由電動汽車充電電價；
[0122] 分時電價上下限約束：
[0123] pL=P哪 05,)
[0124] pir/p：lir<A (16)
[0125] 式中，A為峰電價與谷電價最大拉開比，P_為常規(guī)負荷電價。
[0126] 平均電價不上升約束： T T
[0127] J^MpL )pL (17) M f-I
[0128] 本發(fā)明使用電動汽車無序充電、無分時電價的機組組合結(jié)果與考慮電動汽車的機 組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化結(jié)果對比說明本發(fā)明所提供方法的有效性。
[0129] 最優(yōu)分時電價方案見表2 [0130]表2最優(yōu)分時電價方案
[0132] 圖2為電動汽車有序/無序充電情況對比；圖3為系統(tǒng)總負荷對比；圖4為發(fā)電機組 啟動臺數(shù)對比；從圖2和圖3可以看出，相比于無序充電情況，增加分時電價之后，電動汽車 日間較多地利用平時段進行充電，可以有效地降低系統(tǒng)峰負荷，達到"移峰"的目的；同時轉(zhuǎn) 移到夜間谷時段進行大量充電，起到"填谷"的作用。系統(tǒng)負荷的峰谷差和峰負荷均有降低， 負荷曲線更為平穩(wěn)，減少了發(fā)電機的頻繁啟停，將有利于電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性和安全性;表3 為兩種方法優(yōu)化結(jié)果的成本比較，考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法相對 于電動汽車無序充電、無分時電價的機組組合方法整條供應(yīng)鏈的成本和發(fā)電機組啟停成本 均有下降，原因是電動汽車有序充電與分時電價的引入可以減少發(fā)電機因備用或調(diào)峰而開 啟，如圖4所示，使負荷更為平穩(wěn)，減少了機組的啟停和調(diào)峰，從而降低了發(fā)電機組的啟停費 用、降低整條電力供應(yīng)鏈的成本。
[0133] 表3兩種方法優(yōu)化結(jié)果的成本比較
[0135] (4)下發(fā)機組組合結(jié)果與分時電價;將機組啟停安排下發(fā)給各個機組并將分時電 價下發(fā)至電動汽車用戶處。
【主權(quán)項】
1. 一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于:包括以下步 驟： (1) 獲取地區(qū)負荷供電機組參數(shù)及次日的檢修計劃;供電機組參數(shù)包含機組的運行成 本系數(shù)、啟動成本、機組出力限值、增/減負荷速率、最小允許運行時間、最小允許停機時間； (2) 獲取次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線；常規(guī)負荷的預(yù)測曲線與電動汽車 無序充電曲線相加則可得次日電動汽車無序充電時的負荷預(yù)測曲線； (3) 建立考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化模型并在一定約束條件下求解 得到機組組合結(jié)果與分時電價;優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為最小化電力供應(yīng)鏈生命周期成本， 具體包括發(fā)電成本、機組啟停成本、V2G成本、網(wǎng)損成本、普通負荷購電成本以及電動汽車購 電成本，具體表達式為：式中：te(l，T)表示時間，T = 24為時段數(shù)，N為總機組數(shù)，/(K)為機組i在t時刻的運行 費用，/(P/) = a,(P丨)2 +Ζ>,Ρ>?，P/為機組i在t時刻的有功出力，其中ai，bi，Ci為成本計算系 數(shù)； C1>t為機組i在t時刻的啟動費用，R為機組i在t時刻的狀態(tài)，0為停機，1為開機;62(；/為 電力公司購買j用戶t時刻的V2G成本，NV2CSV2G用戶的個數(shù)； #表示網(wǎng)損成本系數(shù)，η表示網(wǎng)損率；匕"表示電動汽車外的常規(guī)負荷，/4,表示常規(guī)負 荷電價;表不電動汽車充電分時電價;>r( pL.)表不電動汽車充電負荷，用戶將根據(jù)分時 電價對電動汽車充電負荷的影響原理而修改充電時間，進而影響充電負荷； (4) 下發(fā)機組組合結(jié)果與分時電價;將機組啟停安排下發(fā)給各個機組并將分時電價下 發(fā)至電動汽車用戶處。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟(3)中分時電價對電動汽車充電負荷的影響原理為： 根據(jù)消費者心理學(xué)的峰谷電價模型，負荷轉(zhuǎn)移率與電價的關(guān)系近似可以擬合成分段線 性函數(shù)。式中λρν為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率為峰時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，/C、/C: 為電動汽車充電峰電價和谷電價，apv為峰谷電價差分段參數(shù)，KPV為峰谷轉(zhuǎn)移率的計算因 子； 峰時段到平時段以及平時段到谷時段的負荷轉(zhuǎn)移率具體表達式為：式中v為峰時段到平時段的轉(zhuǎn)移率，λην為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率，2；r為峰時段到平 時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，cr為平時段到谷時段的轉(zhuǎn)移率的極限值，/>二為電動汽車充電平 電價，apn為峰平電價差分段參數(shù)，a nv為平谷電價差分段參數(shù)，κρη為峰平轉(zhuǎn)移率的計算因子， Κην為平谷轉(zhuǎn)移率的計算因子； 在t時刻開始充電的電動汽車輛數(shù)Nt，其計算方法為：(5) ： 式中，λρν、λρ?、λ?ν分別為峰時段到谷時段、峰時段到平時段、平時段到谷時段的負荷轉(zhuǎn) 移率，TP、Tf、Tv分別為峰時段、平時段、谷時段，t為其中的任一時刻，Nt〇為無分時電價時在t 時刻起始充電的輛數(shù)/?為在實施T0U前峰時段峰時刻平均起始充電的電動汽車輛數(shù)，& 為在實施T0U前峰時段平時刻平均輛數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種考慮電動汽車的機組組合與分時電價聯(lián)合優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟(3)中所述約束條件包括系統(tǒng)約束條件、機組約束條件和電動汽車用戶約束 條件； 其中，系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束和系統(tǒng)備用約束， 功率平衡約束：(6) 表示t時刻系統(tǒng)發(fā)電功率與V2G功率的總和等于系統(tǒng)所有負荷和網(wǎng)損的總和； 系統(tǒng)備用約束：(7) 式中，Rt為t時刻負荷備用需求;Rdl為發(fā)電機組i的最大增負荷速率，其為正值； 機組約束條件包括發(fā)電機爬坡速率約束、發(fā)電機出力上下限約束和最小啟停時間約 束， 發(fā)電機爬坡速率約束：(8.) 式中，Rdi為發(fā)電機組i的最大減負荷速率，其為負值;Rui為發(fā)電機組i的最大增負荷速 率，其為正值； 發(fā)電機出力上下限約束：(9) 式中，耳、色分別為機組i出力的上下限； 最小啟停時間約束：U0) 式中，x)'°"為發(fā)電機組i在時亥Ijt之前處于運行狀態(tài)的時間，X嚴為發(fā)電機組i在時亥ijt之 前處于停機狀態(tài)的時間，?Γ為發(fā)電機組i的最小允許運行時間，T#為發(fā)電機組i的最小允 許停機時間； 電動汽車用戶約束條件包括用戶出行約束、V2G時間約束、V2G功率約束、充電電價與充 電負荷關(guān)系約束和平均電價不上升約束， 用戶出行約束：(11) 式中，為第k輛車結(jié)束當(dāng)天行程時刻，Tf、g分別為第k輛車實行分時電價之后用的 起始充電時刻和充電持續(xù)時間； V2G時間約束：(12) 式中為第k輛車采用V2G技術(shù)的起始放電時刻和放電持續(xù)時間； V2G功率約束：(13): 式中，If為第k輛車無序充電時充電持續(xù)時間;η。為電動汽車充放電的能量損失，即放 電效率； 充電電價與充電負荷關(guān)系約束：(14) 式中，pcar為單輛電動車充電功率，Nt由電動汽車充電電價；分時電價上下限約束：式中，Λ為峰電價與谷電價最大拉開比，p_為常規(guī)負荷電價。平均電價不上升約束： (15) (16)(17)〇
【文檔編號】H02J3/14GK105958498SQ201610272031
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】李揚, 周磊, 高賜威, 焦系澤, 陳晉, 王喆, 王琛, 沈運帷
【申請人】東南大學(xué)