【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源交通协调规划，尤其涉及一种考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法。
技术介绍
1、随着全球对气候变化和环境问题的日益关注，各国都积极采取措施降低碳排放，加大使用低碳能源的力度。在这一背景下，可再生能源(包括太阳能、风能和水能等)成为了可持续发展的重要选择。这些能源的广泛应用能够显著减少电力系统的碳足迹。传统的化石燃料发电方式因其高碳排放已不再符合环保要求，因此电力系统迫切需要扩展可再生能源发电装置，以满足日益增长的能源需求。
2、在减少交通系统碳排放方面，推广电动汽车和氢燃料汽车是关键的战略举措。通过将交通运输的能源消耗从传统的燃油转向清洁的电能，可以显著减少尾气排放，从而改善城市空气质量，降低碳排放水平。另一方面，电制氢有望成为促进可再生能源消纳与提升电力系统对交通系统低碳转型作用的关键技术。电制氢技术通过与电源、负荷的协调运行能够释放系统更大的灵活性，电制氢储能不仅能够耦合新能源电站，平抑风光出力波动，还有望成为制取氢气最经济的方式之一，从而耦合氢燃料汽车的使用。氢储能的发展不仅能够丰富电力系统保障供需平衡的手段，增强系统灵活性，促进可再生能源消纳，还能够提升电力系统对其他行业低碳转型的作用。
3、然而，虽然电动汽车的大规模普及能够减轻道路交通的碳排放，但也带来了电力系统的新挑战。因此，在电力系统规划中，必须充分预测和应对电动汽车带来的额外电力需求，以确保电力系统的平稳运行。除此，新能源汽车和氢储能系统的集成也可能引发新的安全风险。电动汽车的快速充电可能对电网造成负荷冲击，而氢
4、因此，怎样才能在实现能源高效利用和碳排放降低的同时，确保电力系统的安全稳定运行，成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，可以在实现能源高效利用和碳排放降低的同时，确保电力系统的安全稳定运行。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、一种考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，包括以下步骤：
4、s1、对能源交通协同中的电力系统能源规划，基于技术替代和/或技术进步对能源系统资源消耗、排放与成本的影响，构建计及运行模拟的电力系统规划模型；
5、s2、引入新型负荷，所述新型负荷包括电动汽车；并考虑电动汽车的充电灵活性，构建考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型；
6、s3、以s1构建的计及运行模拟的电力系统规划模型，以及s2构建的电力系统运行模拟模型为基础，考虑电动汽车保有量与电力系统的协同规划，并引入协同新要素，构建能源交通协同优化的电力系统优化规划模型，用于对电动汽车、氢储能和电力系统进行协同规划；所述协同新要素包括氢储能和电动汽车；
7、s4、使用s3构建的电力系统优化规划模型，对电动汽车、氢储能和电力系统进行协同规划。
8、优选地，s1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型表示如下：
9、min f＝cop(xop,sop,δop,ξop)；
10、
11、式中，cop计算运行总成本；xop为发电机组出力决策变量；sop为储能设备出力决策变量；δop为常规机组启停状态决策变量；ξop为切负荷决策变量；
12、xin,g为发电机组投资决策变量，包括燃煤、燃气、含碳捕集与存储的燃气机组、风力发电、光伏发电机组；sin为储能设备投资决策变量；xin,t为电力输电线路投资决策变量；
13、h1为等式约束，包括功率平衡约束；f1为电力传输约束；为机组出力技术约束；f3为储能运行约束；f4为运行备用约束；f5为资源约束；f6为碳排放约束；f7为失负荷约束；b1、d1、d2、d3、d4、d5、d6与d7分别为对应约束的系数向量；t为时刻变量；ot为原始时序数据集。
14、优选地，s1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型的约束条件包括失负荷量约束、储能系统约束和电力传输约束。
15、优选地，失负荷量约束为：
16、∑zξz,t≤α；
17、式中，α为失负荷量上限约束；z为配电网节点；ξz,t为节点z失负荷量；
18、储能系统约束为：
19、
20、式中，ss,t为储能的能量状态；δt为时间间隔；psc为储能电池充电功率；为xx；为储能电池放电功率；为储能放电功率；
21、电力传输约束为：
22、
23、式中，fl,t为电力传输功率，ll为线路传输功率最大值；l为配电网线路编号。
24、优选地，s2中，构建的考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型的目标函数为：
25、
26、式中，该目标函数中包含切负荷成本与可再生能源弃电成本；为电动汽车t时刻在节点z、充电位置c的充电负荷；clcur为切负荷成本；ζz,t为切负荷量；t为时刻集合；g为发电机组；ag、bg与cg为机组的发电成本系数；cpeak为最大需量电价；ppeak为系统峰值负荷；ψt为发电机组t时刻集合；pg,t为机组输出功率；ug,t为机组的状态；为机组开机成本；sg,t为机组在t时刻的开机动作；为机组停机成本；dg,t为机组在t时刻的停机动作；z为配电网节点编号；ψr为可再生能源机组的集合；crcur为机组损失成本；为机组损失功率。
27、优选地，s2中，构建的考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型的约束条件包括：
28、
29、
30、式中，表示节点z、电动汽车集群c在t时刻的最大功率限制；与分别表示电动汽车集群在t时刻的最大与最小能量边界值。
31、优选地，s3中，构建的能源交通协同优化的电力系统优化规划模型的目标函数为：
32、min f＝cin，p+cop，p+cin，t+cop，t+cin，e+cop，e；
33、
34、
35、
36、
37、
38、式中，下标v,g,z,s,l,t,h分别为车辆类型、发电机组、节点、储能机组、输电线路、时刻与加氢站类型；集合ψ、z、e、γ、t、φ分别为发电机组集合、节点集合、储能机组集合、输电线路集合、时刻集合与车辆类型集合；
39、cin,p为电力系统的投资总成本；cop,p为电力系统运行总成本；cin,t为交通系统的投资总成本；cop,t为交通系统的总运行成本；cin,g为发电机组的投资成本；cin,l为输电线路投资成本；cin,s为储能投资成本；为机组单位投资成本，cg为新建机组容量；
40、cin,e为储能机组投资成本；cop,e为储能机组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型表示如下：
3.如权利要求2所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型的约束条件包括失负荷量约束、储能系统约束和电力传输约束。
4.如权利要求3所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：失负荷量约束为：
5.如权利要求4所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S2中，构建的考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型的目标函数为：
6.如权利要求5所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S2中，构建的考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型的约束条件包括：
7.如权利要求6所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S3中，构建的能源交通协同优化的电
8.如权利要求7所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S3中，电力系统优化规划模型的约束条件包括氢储能系统的氢能平衡约束、氢燃料汽车的加氢需求、系统发电充裕性约束和汽车规划数量约束。
9.如权利要求8所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S3中，电力系统优化规划模型的氢储能系统的氢能平衡约束为：
10.如权利要求9所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：S3中，电力系统优化规划模型的系统发电充裕性约束为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：s1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型表示如下：
3.如权利要求2所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：s1中，构建的计及运行模拟的电力系统规划模型的约束条件包括失负荷量约束、储能系统约束和电力传输约束。
4.如权利要求3所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：失负荷量约束为：
5.如权利要求4所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化方法，其特征在于：s2中，构建的考虑电动汽车充电灵活性的电力系统运行模拟模型的目标函数为：
6.如权利要求5所述的考虑清洁能源与电动汽车的能源交通协同优化...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏珈，常馨月，薛屹洵，
申请(专利权)人：山西省能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：
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