促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法技术

本发明专利技术公开了一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，其步骤包括：1）日前基于次日可再生能源发电出力，负荷需求，电动汽车换电站用电需求以及剩余电量预测信息，以最大化消纳可再生能源，最小化可调机组发电成本为优化目标，确定电动汽车换电站日前充放电计划以及可调机组日前出力计划；2）日内针对剩余时段可再生能源，负荷，电动汽车需求及剩余电量的短期预测结果，以当前时刻剩余时段最大化消纳可再生能源为目标，滚动修正日前电动汽车换电站的充放电计划。通过该方法，可以在一定程度上消纳可再生能源，减轻有源配电网的调控压力，降低系统总运行成本，实现有源配电网内资源经济高效综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配电网运行优化领域，涉及一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法。
技术介绍
随着能源短缺和环境污染问题日益紧迫，近年来我国已将可再生能源利用作为能源可持续发展战略的重要举措。但随着可再生能源在配电网中渗透率的逐渐提高，其出力所具有的随机性和间歇性等特点将给配电网的调度和控制带来挑战，尤其在部分地区，可再生能源的渗透率已接近100％，其在高峰发电时段可能出现大量可再生能源电量反送电网的情况，给电网的安全稳定运行带来极大影响。电动汽车作为智能电网领域不可或缺的重要组成部分，其相关技术的研究得到大量的推广与应用。电动汽车具有可控负荷和电源的双重作用，其在充电过程中可视为用电负荷，其放电过程可视为需求侧储能资源，可以与电网进行有效互动，为有源配电网的调控问题带来新的发展机遇。现有电动汽车调度方法大多关注其自身经济运行，或只应用在用电负荷削峰填谷等方面。考虑到可再生能源高密度接入电网的情况，合理优化电动汽车充放电计划可以有效缓减配电网消纳大规模可再生能源的压力。因此，有必要充分挖掘电动汽车调度在消纳可再生能源方面的潜力，研究其与可再生能源间的协调互动特性，降低系统的发电运行成本，实现有源配电网内资源的合理高效利用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提供了一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方 法，通过优化电动汽车换电站充放电的时间和功率，能在可再生能源发电高峰时段消纳多余的发电量，在负荷高峰期缓减常规可调机组的发电负担，在最大化消纳配电网内可再生能源的同时降低系统的总运行成本。技术方案：本专利技术的促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，包括下述步骤：1)从地区电网调度中心获得次日每小时的负荷功率需求预测信息，可再生能源的发电出力预测信息，电动汽车换电站的换电需求以及换下电池剩余电量预测信息，以最大化消纳可再生能源、最小化地区可调机组发电成本为优化目标，并合成日前阶段的总优化目标，以换电站充放电状态约束、换电站充放电功率约束、换电站电量存储约束、可调机组出力约束、可调机组爬坡约束、可调机组启停时间约束、用户用电需求约束为约束条件，建立日前多目标优化调度模型，进行日前多目标优化调度，得到换电站日前充放电调度计划以及可调机组日前发电调度计划；2)在日内阶段，每隔固定时间间隔从地区电网调度中心获取已更新的负荷需求、可再生能源出力、电动汽车换电站换电需求及剩余电量在日内当前时刻剩余时段的预测信息，以步骤1)中得到的换电站日前充放电调度计划和可调机组日前发电调度计划为依据，以当前时刻剩余时段可再生能源消纳最大化为优化目标，以换电站充放电功率修正约束、换电站电量存储修正约束、滚动计划对日前计划的修正约束为约束条件，建立日内滚动优化调度模型，对剩余时段换电站的充放电功率进行滚动优化，得到剩余时段换电站充放电功率的修正量，并以所述修正量对剩余时段内换电站的日前充放电调度计划进行修正。进一步的，本专利技术方法中，所述步骤1)中，最大化消纳可再生能源的优化目标如下： min f 1 = Σ t ∈ T R E ( P t R E , D A + Σ i = 1 N P i , t C U , D A - L t D A - P t c h , D A / η c h + P t d i s , D A · η d i s ) ]]>式中，f1为日前阶段未被消纳的可再生能源，TRE为可再生能源发电出力大于系统负荷需求时刻的集合，PtRE,DA为t时刻可再生能源的日前发电出力，为日前阶段第i台可调机组在t时刻的出力，N为可调机组的总台数，为t时刻系统的日前用电负荷需求，Ptch,DA为日前阶段t时刻换电站的充电负荷，ηch为换电站的充电效率，Ptdis,DA为日前阶段t时刻换电站的放电负荷，ηdis为换电站的充电效率；最小化地区可调机组发电成本的优化目标如下： min f 2 = Σ i = 1 N Σ t = 1 T a i ( P i , t C U , D A ) 2 + b i P i , t C U , D 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)从地区电网调度中心获得次日每小时的负荷功率需求预测信息、可再生能源的发电出力预测信息、电动汽车换电站的换电需求以及换下电池剩余电量预测信息，以最大化消纳可再生能源、最小化地区可调机组发电成本为优化目标，并合成为日前阶段的总优化目标，以换电站充放电状态约束、换电站充放电功率约束、换电站电量存储约束、可调机组出力约束、可调机组爬坡约束、可调机组启停时间约束、用户用电需求约束为约束条件，建立日前多目标优化调度模型，进行日前多目标优化调度，得到换电站日前充放电调度计划和可调机组日前发电调度计划；2)在日内阶段，每隔固定时间间隔从地区电网调度中心获取已更新的负荷需求、可再生能源出力、电动汽车换电站换电需求及剩余电量在日内当前时刻剩余时段的预测信息，以步骤1)中得到的换电站日前充放电调度计划和可调机组日前发电调度计划为依据，以当前时刻剩余时段可再生能源消纳最大化为优化目标，以换电站充放电功率修正约束、换电站电量存储修正约束、滚动计划对日前计划的修正约束为约束条件，建立日内滚动优化调度模型，对剩余时段换电站的充放电功率进行滚动优化，得到剩余时段换电站充放电功率的修正量，并以所述修正量对剩余时段内的换电站日前充放电调度计划进行修正。...

【技术特征摘要】
1.一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)从地区电网调度中心获得次日每小时的负荷功率需求预测信息、可再生能源的发电出力预测信息、电动汽车换电站的换电需求以及换下电池剩余电量预测信息，以最大化消纳可再生能源、最小化地区可调机组发电成本为优化目标，并合成为日前阶段的总优化目标，以换电站充放电状态约束、换电站充放电功率约束、换电站电量存储约束、可调机组出力约束、可调机组爬坡约束、可调机组启停时间约束、用户用电需求约束为约束条件，建立日前多目标优化调度模型，进行日前多目标优化调度，得到换电站日前充放电调度计划和可调机组日前发电调度计划；2)在日内阶段，每隔固定时间间隔从地区电网调度中心获取已更新的负荷需求、可再生能源出力、电动汽车换电站换电需求及剩余电量在日内当前时刻剩余时段的预测信息，以步骤1)中得到的换电站日前充放电调度计划和可调机组日前发电调度计划为依据，以当前时刻剩余时段可再生能源消纳最大化为优化目标，以换电站充放电功率修正约束、换电站电量存储修正约束、滚动计划对日前计划的修正约束为约束条件，建立日内滚动优化调度模型，对剩余时段换电站的充放电功率进行滚动优化，得到剩余时段换电站充放电功率的修正量，并以所述修正量对剩余时段内的换电站日前充放电调度计划进行修正。2.按照权利要求1所述的一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述最大化消纳可再生能源的优化目标如下： min f 1 = Σ t ∈ T R E ( P t R E , D A + Σ i = 1 N P i , t C U , D A - L t D A - P t c h , D A / η c h + P t d i s , D A · η d i s ) ]]>式中，f1为日前阶段未被消纳的可再生能源，TRE为可再生能源发电出力大于系统负荷需求时刻的集合，为t时刻可再生能源的日前发电出力，为日前阶段第i台可调机组在t时刻的出力，N为可调机组的总台数，为t时刻系统的日前用电负荷需求，为日前阶段t时刻换电站的充电负荷，ηch为换电站的充电效率，为日前阶段t时刻换电站的放电负荷，ηdis为换电站的充电效率；所述最小化地区可调机组发电成本的优化目标如下： min f 2 = Σ i = 1 N Σ t = 1 T a i ( P i , t C U , D A ) 2 + b i P i , t C U , D A + c i ]]>式中，f2为日前阶段可调机组的发电成本，T为总时间集合，ai为第i台机组的发电成本二次系数，bi为第i台机组的发电成本一次系数，ci为第i台机组的发电成本常数项系数，i为可调机组编号；所述多目标优化的总优化目标如下：min fDA＝α(f1/f10)+β(f2/f20)其中，fDA为日前阶段的总优化目标，α为可再生能源消纳目标的权重系数，β为可调机组发电成本目标的权重系数，f10为未进行优化情况下的可再生能源倒送功率初值，f20为未进行优化情况下可调机组的发电成本初值。3.按照权利要求1所述的一种促进可再生能源消纳的电动汽车换电站充放电调度方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述换电站充放电状态约束为： 0 ≤ U t c h , D A + U t d i s , D A ≤ 1 ]]>式中，表示日前阶段换电站在t时刻的充电状态，表示换电站在t时刻处于充电状态，表示换电站在t时刻未处于充电状态；表示日前阶段换电站在t时刻的放电状态，表示换电站在t时刻处于放电状态，表示换电站在t时刻未处于放电状态；所述换电站充放电功率约束为： P t c h , D A = N t c h , D A · P c h , P t d i s , D A = N t d i s , D A · P d i s ]]> 0 ≤ N t c h , D A ≤ U t c h , D A · N m a x , 0 ≤ N t d i s , D A ≤ U t d i s , D A · N m a x ]]>式中，Pch，Pdis分别为换电站内单个充电桩的充电功率和放电功率，分别为日前阶段t时刻换电站内在线充电电池数和在线放电电池数，Nmax为换电站内的充电位数量；所述换电站电量存储约束为： E t E V , D A = E t - Δ T E V , D A + P t - Δ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：任佳依，顾伟，高君，刘海波，曹戈，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32