本发明专利技术提供一种插电式混合动力车的集中智能调度充电方法，尤其适用于负荷调峰的插电式混合动力车，属于电力系统需求侧响应研究领域。本发明专利技术建立在动态估计插值思想的基础上，主要由以下几个部分组成：实时信息提取、ＰＨＥＶ动态分类、负荷标么化、边界条件检测、奇异负荷分析、负荷估计插值、负荷指标评价、充电成本计算。本发明专利技术能够动态对ＰＨＥＶ进行充电时段调度，有效地降低了电网侧负荷奇异带来的风险和隐患，间接地减少了电网侧新增发电设备的投资，并且节省用户侧充电成本，达到了电网侧和用户侧利益的双赢效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其适用于负荷调 峰的插电式混合动力车，属于电力系统需求侧响应研究领域。
技术介绍
插电式混合动力车(PHEV :Plug-in Hybrid Electric Vehicle)的车辆到电网 (V2G =Vehicle to Grid)是一种实现车辆与电网互联的理念，通过PHEV与电网间的电能交 流可以满足各种电力市场辅助服务。随着智能电网概念的提出，国家电网正在打造一个可靠、安全、经济、高效、充分体 现需求侧管理思想的新一代电力系统工程。在此宏观背景下，随着插电式混合动力车技术 在国内外的迅猛发展，PHEV内部由于具有电池储能系统和复杂的电力电子设备，可实现与 电网(一般是配电网馈线末端)的连接，对车载电池进行灵活的充放电。因此V2G将成为 未来链接交通系统和电力系统的载体，发挥至关重要的作用。目前V2G的研究主要分成两部分，一是关于PHEV下V2G概念的引进和介绍，主 要从经济角度、能源角度、政府影响、民众理念以及国家战略等多个层面对V2G未来的发 展趋势进行预测，其中美国国家可再生能源试验室(NREL=National Renewable Energy Laboratory)禾口能源投资占戈略署(ERIS :Energy Research and Investment Strategies)均 已向政府提供V2G可行性研究报告，指出PHEV的V2G在未来数十年内将成为调峰、旋转备 用、调频调压等电力辅助服务不可替代的工具，具有巨大的经济价值。另一部分主要从PHEV 自身角度研究V2G的物理技术，即硬件设备。目前世界各大汽车制造商均已推出各自的插 电式混合动力概念车，显示从硬件角度，V2G技术已日臻成熟，满足未来电网侧对PHEV的灵 活调配的需要。综上，目前关于PHEV的V2G技术主要局限于上述两个方面，然而从需求侧响应角 度智能调配PHEV的V2G充电实现电网侧调峰功能目前尚无具体成果，发展空间巨大。因此 急需要研究设计一种适用于PHEV智能调峰充电方法可以很好地解决上述技术问题。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的所要解决的技术问题是针对
技术介绍
，提供一种能够智能调度PHEV进 行V2G集中充电的方法，能够满足电网侧负荷移峰填谷的调峰要求，同时实现PHEV用户充 电成本的节约，生成电网侧调峰效果和用户侧成本收益清单。技术方案PHEV调峰集中智能调度充电方法的提出建立在动态估计插值思想的基础上，主要 由以下几个部分组成实时信息提取、PHEV动态分类、负荷标么化、边界条件检测、奇异负 荷分析、负荷估计插值、负荷指标评价、充电成本计算。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案第一步确定电网侧调峰目标以及评价指标，所述调峰目标为负荷曲线峰谷差最 小；所述评价指标包括负荷数据的标准差以及充电后的负荷率；第二步确立PHEV充电的约束性限制，所述PHEV充电的约束性限制包括充电用时 的平衡、PHEV起始充电时段、PHEV调度的初始时刻、充电完成时间不应超过研究时段的上 下限、充电连续性约束条件；第三步读取电网侧信息，所述电网侧信息包括当前研究时段下各时段负荷信息 L以及分时峰谷电价信息；第四步读取各调峰时段下的PHEV用户侧信息，所述PHEV用户侧信息包括PHEV 车辆数η、每辆PHEV电池容量Wb、电池剩余容量百分比初值SOCtl与期望终值SOC'、每辆 PHEV的V2G物理链接传输功率P1 ；第五步归纳分类PHEV 从充电用时长短角度将所述η辆PHEV分类同时标号和计 数；第六步从每个分类的第一辆PHEV开始，以第j辆PHEV最大的V2G传输功率Plij 为基值标么化日前负荷曲线负荷量，直至第η辆PHEV ；第七步计算最值在上一步中已标么化的负荷曲线上搜寻最大值、最小值；任意 选取该PHEV所需充电用时L中的某一个小时的时间区间，使其对应于最小值所在的时段h . ·11Iiiin，第八步搜寻连续集合根据第七步中所述最小值所对应的时段hmin以外的剩余 充电时间区间，构造时段集合组H ；第九步边界条件检测根据调峰时段范围及该车充电用时，判断集合组 H内各子集合是否存在越界情况；第十步奇异负荷处理构造新集合N并计算集合N中的最小值nmin ；如果nmin等 于0，即存在正常时段集合的时段集合U，在N中筛选所有元素等于0所对应的时段集合U 二次更新集合组H ；如果Iimin不等于0，即所有时段集合U均存在奇异现象，在N中筛选所有 元素等于nmin所对应的时段集合U 二次更新集合组H ；第十一步估计排序对集合U中元素进行求和，形成集合S并排序；第十二步插值并刷新负荷曲线选择最小集合S所对应的集合U，将该辆PHEV余 下时段插入充电，并刷新负荷曲线；第十三步进行PHEV用户充电成本计算，所述PHEV充电成本包括PHEV能用度、 PHEV充电信用度、PHEV充电电量；第十四步循环执行第六步至第十三步，至该类型PHEV充电完成，刷新负荷曲线；第十五步循环执行第五步至第十四步，完成余下类型PHEV的充电，刷新负荷曲 线，至此标志初始研究时段下所有PHEV充电完成，进入下一调峰时段；第十六步循环执行第四步至第十五步，动态更新各研究时段下的负荷，形成最终 移峰填谷负荷曲线，完成用户侧充电总成本计算，充电完成。具体地，下面对本专利技术的技术方案每一步进行详细说明第一步确定机制下电网侧调峰具体目标以及评价指标。负荷移峰移谷调峰目标如下 上式中，Lmax代表负荷量最大值；Lmin代表负荷量最小值；代表调峰时段 范围，其中目标函数表示在研究时段Ta至Tb内实时动态地对自愿加入协议的每一辆PHEV 选择合适时段进行充电，使新形成的负荷曲线峰谷差最小。h为研究时段变量，以小时为单 位动态的在Ta至Tb内递增；Li为第i时段日前负荷量，i在h至Tb时段范围内自由移动； η (h)表示研究时段h下参与协议的PHEV数目，以j为下标变化；Pj表示第j辆PHEV的充 电功率，在优化中假定为一常量为0-1决策变量确定对第j辆PHEV在时段i内是否充 电，其中1表示充电，0表示不充电。评价指标1 负荷数据的标准差、，该指标可以较好地体现了负荷的波动性。 其中Li'是PHEV充电后每个时段的负荷量，Γ是PHEV充电后的平均负荷量。评价指标2:负荷率(负荷系数KJ、，该指标可以较好地体现了负荷的利用率 Pav是PHEV充电后负荷的平均功率，Pmax是充电后负荷最大功率。第二步读取机制下PHEV的V2G充电各项约束性限制。 Tb 式4反应该辆PHEV充电用时的平衡，其中Xkij为0_1决策变量，确定对第j辆PHEV 在时段k内是否充电，其中1表示充电，0表示不充电。L表示当前研究时段下第j辆PHEV 所需充电时间。式5中变量Ts, j即第j辆PHEV根据决策变量Xij确定的该PHEV起始的充 电时段。式6、式7反应了 PHEV调度的初始时刻、充电完成时间不应超过研究时段的上下 限。此外，V2G充电的一个重要因素在于PHEV的充电方式，加入机制的PHEV连续充电还是 间断充电。考虑到PHEV车载电池在短时间内多次充电启停会对电池使用寿命造成极大的 影响，且车载蓄电池作为PHEV的核心部件成本昂贵，因此引入式8作为充电连续性约束条件，其中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种插电式混合动力车的集中智能调度充电方法，其特征在于，该方法的实现过程包括以下步骤：第一步：确定电网侧调峰目标以及评价指标，所述调峰目标为负荷曲线峰谷差最小；所述评价指标包括负荷数据的标准差以及充电后的负荷率；第二步：确立ＰＨＥＶ充电的约束性限制，所述ＰＨＥＶ充电的约束性限制包括充电用时的平衡、ＰＨＥＶ起始充电时段、ＰＨＥＶ调度的初始时刻、充电完成时间不应超过研究时段的上下限、充电连续性约束条件；第三步：读取电网侧信息，所述电网侧信息包括当前研究时段下各时段负荷信息Ｌ以及分时峰谷电价信息；第四步：读取各调峰时段下的ＰＨＥＶ用户侧信息，所述ＰＨＥＶ用户侧信息包括ＰＨＥＶ车辆数ｎ、每辆ＰＨＥＶ电池容量Ｗ↓［ｂ］、电池剩余容量百分比初值ＳＯＣ↓［０］与期望终值ＳＯＣ′、每辆ＰＨＥＶ的Ｖ２Ｇ物理链接传输功率Ｐ↓［ｌ］；第五步：归纳分类ＰＨＥＶ：从充电用时长短角度将所述ｎ辆ＰＨＥＶ分类同时标号和计数；第六步：从每个分类的第一辆ＰＨＥＶ开始，以第ｊ辆ＰＨＥＶ最大的Ｖ２Ｇ传输功率Ｐ↓［ｌ，ｊ］为基值标么化日前负荷曲线负荷量，直至第ｎ辆ＰＨＥＶ；第七步：计算最值：在上一步中已标么化的负荷曲线上搜寻最大值、最小值；任意选取该ＰＨＥＶ所需充电用时Ｔ↓［ｊ］中的某一个小时的时间区间，使其对应于最小值所在的时段ｈ↓［ｍｉｎ］；第八步：搜寻连续集合：根据第七步中所述最小值所对应的时段ｈ↓［ｍｉｎ］以外的剩余充电时间区间，构造时段集合组Ｈ；第九步：边界条件检测：根据调峰时段范围［Ｔ↓［ａ］，Ｔ↓［ｂ］］及该车充电用时，判断集合组Ｈ内各子集合是否存在越界情况；第十步：奇异负荷处理：构造新集合Ｎ并计算集合Ｎ中的最小值ｎ↓［ｍｉｎ］；如果ｎ↓［ｍｉｎ］等于０，即存在正常时段集合的时段集合Ｕ，在Ｎ中筛选所有元素等于０所对应的时段集合Ｕ二次更新集合组Ｈ；如果ｎ↓［ｍｉｎ］不等于０，即所有时段集合Ｕ均存在奇异现象，在Ｎ中筛选所有元素等于ｎ↓［ｍｉｎ］所对应的时段集合Ｕ二次更新集合组Ｈ；第十一步：估计排序：对集合Ｕ中元素进行求和，形成集合Ｓ并排序；第十二步：插值并刷新负荷曲线：选择最小集合Ｓ所对应的集合Ｕ，将该辆ＰＨＥＶ余下时段插入充电，并刷新负荷曲线；第十三步：进行ＰＨＥＶ用户充电成本计算，所述ＰＨＥＶ充电成本包括ＰＨＥＶ能用度、ＰＨＥＶ充电信用度、ＰＨＥＶ充电电量；第十四步：循环执行第六步至第十三步，至该类型ＰＨＥＶ充电完成，刷新负荷曲线；第十五步：循环执行第五步至第十四步，完成余下类型ＰＨＥＶ的充电，刷新负荷曲线，至此标志初始研究时段下所有ＰＨＥＶ充电完成，进入下一调峰时段；第十六步：循环执行第四步至第十五步，动态更新各研究时段下的负荷，形成最终移峰填谷负荷曲线，完成用户侧充电总成本计算，充电完成。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓明，邱玥灏，陈星莺，王丹，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84
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