一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法技术

一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，包括以下步骤：1)采用分时电价机制，将一天按小时划分为24个时间段，每小时充电价格不同；2)在每个时段开始前更新该时段的新能源发电功率预测值和充电价格，各时段新能源发电出力大小预测值决定该时段的电动汽车充电价格；3)以配电网曲线负荷峰谷差最小和用户充电总费用最小作为优化模型目标函数；4)在充电站建设新能源发电系统，优先利用新能源给电动汽车充电。本发明专利技术的目的是为了提供一种能降低电网负荷峰谷差和用户充电总费用，还有利于新能源的就地消纳，能有效提高电动汽车对可再生能源的利用率的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法。

An Orderly Charging Control Method for Electric Vehicles Considering New Energy Consumption

An orderly charging control method for electric vehicles considering new energy consumption includes the following steps: 1) adopting time-sharing pricing mechanism, dividing a day into 24 time periods according to hour, charging price is different per hour; 2) updating the predicted value and charging price of new energy power generation in each period before the beginning of each period, and the predicted value of new energy generation output in each period determines the period. The charging price of electric vehicles (EV); 3) the objective function of the optimization model is to minimize the peak-valley difference of the curve load of distribution network and the total charging cost of users; 4) the construction of new energy power generation system in charging stations, giving priority to the use of new energy to charge EV. The object of the present invention is to provide an orderly charging control method for electric vehicles, which can reduce the peak-valley difference of power grid load and the total charging cost of users, and is also beneficial to the local absorption of new energy, and can effectively improve the utilization rate of renewable energy for electric vehicles, taking into account the absorption of new energy.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法
本专利技术属于电动汽车
，具体涉及一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法。
技术介绍
化石能源不足和环境污染严重是制约社会发展的两大阻力，燃油汽车正是造成这两大问题的“主力军”。电动汽车能以电代油，可有效缓解我国对石油进口的依赖，并能降低排放污染、改善空气质量。随着电动汽车保有量持续增长，电动汽车规模化入网、电动汽车充换电装置的缺少以及其续航能力不足，给电网的运行和控制带来新的机遇和挑战。且电动汽车用户通常会在电网负荷高峰期无序充电，导致电网容量不足，不仅对电网的稳定性产生一定影响，还会引起电压控制、谐波、供需平衡、继电保护等方而的问题。同时，为满足高峰负荷需求而新增发电容量，也会导致系统投资成本和运行成本增加。随着社会对电力的需求与日俱增、对供电可靠性的要求越来越高，各种新型能源也在不断成熟。虽然可再生能源总发电量逐年增加，但其出力具有间歇性，且并网消纳难，严重影响了我国可再生能源产业的长足发展。考虑到分布式电源既可以并入电网，也可以以微网的方式运行，而电动汽车充电也具有分散性、独立性和随机性，在不影响电动汽车用户使用的前提下，对大规模电动汽车的充电行为进行合理的优化调度，联合新能源消纳研究电动汽车的有序充电，以期有效平抑电网负荷波动的同时，适应新能源的大规模发展。经对现有技术文献的检索发现，含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法(肖浩,裴玮,孔力.含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法[J].电工技术学报,2017,32(S2):179-189.)提出以配电网区域的综合运行成本最低和电网负荷曲线方差最小为控制目标建立优化调度模型，协调电网负荷与电动汽车的充电需求。分布式电动汽车有序充电控制系统模型(杨冰,王丽芳,廖承林,等.分布式电动汽车有序充电控制系统模型[J].电力系统自动化,2015,39(20):41-46.)提出一种电动汽车有序充电的控制模型，通过集中控制中心直接控制每辆电动汽车的充电行为，实现电网负荷方差最小的控制目标。基于分时电价的电动汽车充放电多目标优化调度(魏大钧,张承慧,孙波,等.基于分时电价的电动汽车充放电多目标优化调度[J].电网技术,2014,38(11):2972-2977.)提出采用峰谷电价，根据一天中电网负荷情况制定峰-谷-平三个时段的充电价格，以最小化用户充电成本和电网负荷波动为控制目标，建立电动汽车的有序充放电模型。供需两侧协同优化的电动汽车充放电自动需求响应方法(杨晓东,张有兵,赵波,等.供需两侧协同优化的电动汽车充放电自动需求响应方法[J].中国电机工程学报,2017,37(01):120-130.)提出了一种以用户和电网两者利益最大化为目标的协调响应策略，以充放电价格差为激励，建立用户的自响应决策模型，提高用户充放电收益，改善电网负荷波动。上述技术文献均未考虑利用电动汽车有充电消纳新能源。鉴于此，本专利技术联合新能源消纳研究电动汽车的有序充电，在降低电网负荷波动的同时，能促进新能源消纳。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种能降低电网负荷峰谷差和用户充电总费用，还有利于新能源的就地消纳，能有效提高电动汽车对可再生能源的利用率的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法。专利技术的目的是这样实现的：一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，包括以下步骤：1)采用分时电价机制，将一天按小时划分为24个时间段，每小时充电价格不同；2)在每个时段开始前更新该时段的新能源发电功率预测值和充电价格，各时段新能源发电出力大小预测值决定该时段的电动汽车充电价格；3)以配电网曲线负荷峰谷差最小和用户充电总费用最小作为优化模型目标函数；4)在充电站建设新能源发电系统，优先利用新能源给电动汽车充电。在步骤2)中，充电价格与新能源发电预测功率的关系为：：其中T为一天的调度周期时段数；Pn'(t)为t时段新能源发电预测功率；为一天中新能源发电预测平均值；c为水平基础电价。在步骤3)中，综合考虑用户充电需求和新能源发电机组出力等约束条件，建立多目标优化模型。在步骤3)中，包括以下步骤：1)建立目标函数；所建立的目标函数包括以负荷峰谷差最小为目标建立的电网总负荷曲线峰谷差最小的目标函数，以及以充电总费用最低为目标建立的用户充电总费用最低的目标函数；2)确定约束条件。上述建立电网总负荷曲线峰谷差最小的目标函数为：f1＝min[maxP(t)-minP(t)]；P(t)＝Pb(t)+Pev(t)；式中：P(t)为t时段含电动汽车接入的配电网负荷；Pb(t)为t时段配电网原始负荷；Pev(t)为t时段电动汽车充电负荷。上述建立的用户充电总费用最低的目标函数为：式中：Pi(t)为电动汽车i在第t时段的充电功率。上述约束条件包括1)功率平衡约束条件，2)充电时间约束，3)充电需求约束，4)新能源出力约束，5)充电功率约束。上述1)功率平衡约束：Pn(t)+Pgrid(t)＝Pb(t)+Pev(t)+Ploss(t)，式中：Pn(t)为t时段新能源发电功率；Pgrid(t)为t时段向电网购电量；Pb(t)为t时段配电网原始负荷；Ploss(t)为t时段线路网络损耗；2)充电时间约束：Tendi≤Ti，式中：Tendi为车辆i的充电结束时间；Ti为车辆i的用户期望充电完成时间；3)充电需求约束：SOCendi≥SOCi；式中：SOCendi为电动汽车i充电完成时的荷电状态；SOCi为电动汽车i用户期望的荷电状态；4)新能源出力约束：式中：分别为新能源出力功率上下限；5)充电功率约束：Pimin≤Pi(t)≤Pimax；式中：Pimin、Pimax分别为电动汽车i允许充电功率的上下限。采用上述技术方案，能带来以下技术效果：本专利技术提出的一种动态分时电价策略，在不影响电动汽车用户使用的前提下，对大规模电动汽车的充电行为进行合理的优化调度，并利用电动汽车充电与新能源协调互补特性，以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标，综合考虑用户充电需求和新能源发电机组出力等约束条件，建立多目标优化模型。通过合理地分配电动汽车的充电时间和充电功率，联合考虑新能源消纳，引导电动汽车有序充电。该策略不仅能降低电网负荷峰谷差和用户充电总费用，还有利于新能源的就地消纳，能有效提高电动汽车对可再生能源的利用率。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术的整体控制流程图；图2是本专利技术提出的分时电价控制流程图。。具体实施方式如图1和图2所示一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于,包括以下步骤：1)采用分时电价机制，将一天按小时划分为24个时间段，每小时充电价格不同；2)在每个时段开始前更新该时段的新能源发电功率预测值和充电价格，各时段新能源发电出力大小预测值决定该时段的电动汽车充电价格；3)以配电网曲线负荷峰谷差最小和用户充电总费用最小作为优化模型目标函数；4)在充电站建设新能源发电系统，优先利用新能源给电动汽车充电。在步骤2)中，充电价格与新能源发电预测功率的关系为其中T为一天的调度周期时段数；Pn'(t)为t时段新能源发电预测功率；为一天中新能源发电预测平均值；c为水平基础电价。在步骤3)中，综合考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于,包括以下步骤：1)采用分时电价机制，将一天按小时划分为24个时间段，每小时充电价格不同；2)在每个时段开始前更新该时段的新能源发电功率预测值和充电价格，各时段新能源发电出力大小预测值决定该时段的电动汽车充电价格；3)以配电网曲线负荷峰谷差最小和用户充电总费用最小作为优化模型目标函数；4)在充电站建设新能源发电系统，优先利用新能源给电动汽车充电。

【技术特征摘要】
1.一种考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于,包括以下步骤：1)采用分时电价机制，将一天按小时划分为24个时间段，每小时充电价格不同；2)在每个时段开始前更新该时段的新能源发电功率预测值和充电价格，各时段新能源发电出力大小预测值决定该时段的电动汽车充电价格；3)以配电网曲线负荷峰谷差最小和用户充电总费用最小作为优化模型目标函数；4)在充电站建设新能源发电系统，优先利用新能源给电动汽车充电。2.根据权利要求1所述的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于：在步骤2)中，充电价格与新能源发电预测功率的关系为：其中T为一天的调度周期时段数；P′n(t)为t时段新能源发电预测功率；为一天中新能源发电预测平均值；c为水平基础电价。3.根据权利要求1或2所述的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于：在步骤3)中，综合考虑用户充电需求和新能源发电机组出力等约束条件，建立多目标优化模型。4.根据权利要求3所述的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于：在步骤3)中，包括以下步骤：1)建立目标函数；所建立的目标函数包括以负荷峰谷差最小为目标建立的电网总负荷曲线峰谷差最小的目标函数，以及以充电总费用最低为目标建立的用户充电总费用最低的目标函数；2)确定约束条件。5.根据权利要求4所述的考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于：所述建立电网总负荷曲线峰谷差最小的目标函数为：f1＝min[maxP(t)-minP...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊炜，杨玄，曹申，粟世玮，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42