一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置，构建方法包括根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件，根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，装置根据确定的模型计算模型最优解。此构建方法及装置可为未来停放在建筑物停车场中电动汽车的充放电管理提供技术支持并计算优化建筑物的用电费用。

【技术实现步骤摘要】
一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置
本专利技术涉及电力系统用电管理领域，尤其涉及V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置。
技术介绍
电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，应用日益普遍，也是当前及未来电网关键的负荷增长点。随着电池放电技术的发展，未来电动汽车除了作为一种充电负荷，也能够充当一种移动式储能元件对外提供电能，在电力价格信号的驱动下执行不同的充、放电行为。停放在建筑物停车场的电动汽车，当被接入充电桩时，电动汽车除了充电，还可以对建筑物内负荷进行供电(V2B：Vehicle－to－Building，即电动汽车入建筑物)，或者向电网提供电能(V2G：Vehicle－to－Grid，即电动汽车入网)。如果缺乏对电动汽车充放电的管理或者管理不当，不仅可能满足不了用户的充电需求，还有可能增多建筑物的用电费用。研究电动汽车充、放电行为特性，构建适用于电动汽车V2B和V2G共存应用场景模型，可为未来停放在建筑物停车场中电动汽车的充放电管理提供技术支持；V2B和V2G共存应用场景的装置可以用于计算优化建筑物的用电费用。
技术实现思路
基于上述说明，本专利技术的目的是提供一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置，此构建方法及装置可为未来停放在建筑物停车场中电动汽车的充放电管理提供技术支持并计算优化建筑物的用电费用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，包括根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。优选的，为计算方便，所述目标函数被优化为最终优化目标函数。优选的，所述电动汽车充放电模型是基于电池特性考虑的，包括电池充放电功率、充放电效率、电池荷电状态(State－of－Charge，SOC)约束以及充放电不同时约束，满足以下关系式：其中，t为时间序号，i为电动汽车序号，ST为时间集，SE为电动汽车集，为电动汽车i的充电时间段，为电动汽车i允许的最小SOC，为电动汽车i在t时刻的SOC值，为电动汽车i允许的最大SOC，为电动汽车i的额定SOC值，为电动汽车i接入电网时的起始SOC值，和为电动汽车i电池的充、放电效率，为电动汽车i的额定充电功率，为电动汽车i的电池额定容量，为电动汽车i在t时刻的充电状态，为电动汽车i在t时刻的V2B放电状态，为电动汽车i在t时刻的V2G放电状态。所述三种状态均为布尔型变量，取值为0或1。优选的，所述电动汽车用户用电需求模型为充电结束时的电池荷电状态与用户期望的电池荷电状态无限接近，满足以下关系式：其中，为充电结束时的SOC值，为用户期望的SOC值。优选的，所述电池损耗模型通过衡量电池充放电状态之间的切换来表示，满足以下关系式：其中，Γi为电动汽车i的电池损耗评估函数，为电动汽车i的放电状态。优选的，所述V2B限制模型除V2G外的负荷需求必须大于0，满足以下关系式：其中，Pb,t为建筑物t时刻的基础负荷。优选的，所述目标函数为：其中，F(U)为费用函数，TB为量化时间，θL,t为t时刻负荷电价，θV2G,为t时刻电网运营商支付给电动汽车V2G服务的价格。优选的，所述最终优化目标函数为：G(U)为最终优化目标函数，ρi和λi分别为用户用电需求和电池损耗的惩罚系数。本专利技术还提供了一种V2B和V2G共存应用场景模型的装置，包括模型构建模块和计算模块，具体如下：V2B和V2G共存应用场景模型构建模块，用于根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；V2B和V2G共存应用场景模型计算模块，用于根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。有益效果：本专利技术提供了一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置，具体为根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。装置为上述模型建模及计算。此构建方法及装置可为未来停放在建筑物停车场中电动汽车的充放电管理提供技术支持并计算优化建筑物的用电费用。附图说明图1是一种V2B和V2G共存应用场景示意图；图2是某建筑物的电价分布图；图3是某建筑物第一种用电优化结果；图4是某建筑物第二种用电优化结果；图5是某辆电动汽车的充放电结果。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的说明。如图1所示，某建筑物车库可以为电动汽车提供充电，同时支持电动汽车V2B的应用场景；电动汽车也可以直接向电网馈电，支持V2G的应用场景。本专利技术实施案例中，以六辆电动汽车停放在该建筑物车库进行充电为例，依照上述说明的V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法及装置来建模并计算优化结果。S1.首先构建V2B和V2G共存应用场景模型，包括根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。优选的，为计算方便，所述目标函数被优化为最终优化目标函数。优选的，所述电动汽车充放电模型是基于电池特性考虑的，包括电池充放电功率、充放电效率、电池荷电状态约束以及充放电不同时约束，满足以下关系式：其中，t为时间序号，i为电动汽车序号，ST为时间集，SE为电动汽车集，为电动汽车i的充电时间段，为电动汽车i允许的最小SOC，为电动汽车i在t时刻的SOC值，为电动汽车i允许的最大SOC，为电动汽车i的额定SOC值，为电动汽车i接入电网时的起始SOC值，和为电动汽车i电池的充、放电效率，为电动汽车i的额定充电功率，为电动汽车i的电池额定容量，为电动汽车i在t时刻的充电状态，为电动汽车i在t时刻的V2B放电状态，为电动汽车i在t时刻的V2G放电状态。所述三种状态均为布尔型变量，取值为0或1。其中已知物理量有：待确定物理量有：电动汽车接入电网充电时间、待计算物理量有：优选的，所述电动汽车用户用电需求模型为充电结束时的电池荷电状态与用户期望的电池荷电状态无限接近，满足以下关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，其特征在于，包括：根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。

【技术特征摘要】
1.一种V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，其特征在于，包括：根据电动汽车电池基本特性建立电动汽车充放电模型，根据用户的用电需求分析电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，根据电池充放电状态之间的切换评估电池损耗，根据V2B场景负荷大于0建立约束条件；根据建筑物用电费用最优建立目标函数，所述目标函数满足所述电动汽车充放电模型、所述电池充电结束的荷电状态及用户期望的荷电状态关系，同时考虑所述电池损耗和所述约束条件，并计算模型最优解。2.如权利要求1所述的V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，其特征在于，为计算方便，所述目标函数被优化为最终优化目标函数。3.如权利要求1所述的V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，其特征在于，所述电动汽车充放电模型是基于电池特性考虑的，包括电池充放电功率、充放电效率、电池荷电状态约束以及充放电不同时约束，满足以下关系式：其中，t为时间序号，i为电动汽车序号，ST为时间集，SE为电动汽车集，为电动汽车i的充电时间段，为电动汽车i允许的最小SOC，为电动汽车i在t时刻的SOC值，为电动汽车i允许的最大SOC，为电动汽车i的额定SOC值，为电动汽车i接入电网时的起始SOC值，和为电动汽车i电池的充、放电效率，为电动汽车i的额定充电功率，为电动汽车i的电池额定容量，为电动汽车i在t时刻的充电状态，为电动汽车i在t时刻的V2B放电状态，为电动汽车i在t时刻的V2G放电状态。所述三种状态均为布尔型变量，取值为0或1。4.如权利要求1所述的V2B和V2G共存应用场景模型的构建方法，其特征在于，所述电动汽车用户用电需求模型为充电结束时的电池荷电状态与用户期望的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛田，周保荣，姚文峰，徐乾耀，王嘉阳，苏祥瑞，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44