【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公共交通，具体涉及基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法。
技术介绍
1、电动公交车和电动汽车的运行情况和充电情况有较大的区别，对于同一公交运营线路而言，其运行路线及运行时间相对固定；电动公交车的电池容量和充电功率比电动私家车大很多；目前电动公交车的主流充电模式之一是回站有桩即冲的快速充电模式，大规模的无序充电会对电网造成不利影响，使得电网的峰值加剧，还会导致充电桩存在规划过剩的问题，增加充电桩的建设成本以及用电成本。
2、目前对电动汽车有序充电的研究主要基于分时电价，以降低用户充电成本或减少负荷峰谷差为目标来引导电动汽车进行有序充电，但均未考虑充电功率与电池发热损耗之间的关系，导致在使用大功率充电时，电池实际充电效率不高，实际用电量过高，造成电能浪费、充电成本提高。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术目的是提供基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于包括以下步骤：
4、s1.根据充电站的运行时间、设备功率限制、数量限制以及公交车发车计划，确定满足公交线路运行的电量需求；
5、s2.通过实验测试得电池发热损耗，建立充电能量转换效率与车载储能系统实际充入的充电功率之间的关系；
6、s2中考虑电池发热损耗的充电能量转换效率与车载储能系统实
7、
8、式中，t代表任一充电的时刻，t代表一天中划分的单位时间数；ptg为配电网实际消耗的功率；ptch为车载储能系统的实际充入的充电功率；ηb代表电池在充电过程中的能量转换效率；
9、s3.以一天中充电站的实际用电量最小或一天之中充电站的实际电费最少为目标函数，其中考虑电池发热损耗，以充电站运营时间、充电桩数量、充电桩最大功率、配电容量、电动公交车出行电量需求、电动公交车充电时间连续性为约束条件建立优化模型；
10、s4.使用分段线性化将s3规划中的非线性的优化目标函数模型转换为混合整数凸规划问题，求解混合整数凸规划问题得到最优的充电计划，包括每辆车的最优充电时刻及对应的充电功率；
11、所述s4中分段线性化的公式为：
12、
13、
14、
15、
16、式中，为车辆j在t时刻实际充入车载储能系统的功率；为对应的电池效率；为辅助约束参数，下标x对应线性化后的第x段，表示充电功率位于分段线性化后折线段的第x段，值为和分别为第x段分段区间功率pli，x的上下限值；kη，x和bη，x为线性化系数，反映充电功率的影响wx＝{1，2，3}。
17、优选的，
18、所述s1中电动公交车的充电需求模型的所有的公交车在发车时刻前车载储能系统的荷电状态满足走完整条线路：
19、
20、
21、式中，j为车辆编号；为车辆j所服务线路的公交车车辆数；分别为车辆j所在线路的首发时间，末班车时间以及线路的发车间隔；lj为车辆j所处运行线路的长度；nj为车辆j所服务线路中每辆公交车需要重复运行的次数；为车辆j在第k次循环的开始时刻；vj为车辆j所服务线路的单位公里能耗；cp，j为车辆j车载储能系统的最大能量；soclow为考虑到交通状况因素带来的额外损耗，保证车辆安全运行的soc安全下限；代表车辆j在第k次循环出发前的soc。
22、优选的，
23、所述s3中以一天中充电站的实际用电量最小为目标函数：
24、
25、式中，t代表一天中划分的单位时间数；δt为单位时间，在本文中δt＝60s；j为公交车充电站服务的车辆数量总和；为第j辆车在t时刻车载储能系统实际充入的充电功率。
26、优选的，
27、所述s3中以一天之中充电站的实际电费最少为目标函数：
28、
29、c(t)为充电站运营城市t时刻的商业电价。
30、优选的，
31、所述s3中目标函数的约束条件为：
32、s3.1时间约束：式(9)表示公交车不在充电站时不能充电；式(10)表示充电站停止营业时，所有车辆均不能充电；
33、
34、
35、式中，dj，t为车辆j在t时刻的充电状态，dj，t∈{0，1}，dj，t＝1车辆处于充电状态，反之则处在非充电状态；为编号j的公交车不在充电站的时间集合，其中为车辆j第k轮次的出发时刻，为车辆j第k轮次的回站时刻，nj为车辆j一天总共要循环的轮数；tclose为充电站关闭的时间；
36、s3.2充电站设备约束：公式(11)规定同时处于充电的充电桩数量小于等于充电站内充电设备总数量ncs；公式(12)规定单个充电桩的最大功率不得超过安全功率pcs；公式(13)规定整个充电站的配电容量不得超过充电站配电网的最大安全功率ps；
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39、
40、s3.3出行需求的约束：
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42、
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44、公式(14)代表每台车在每次循环的出发时刻车辆的soc应当介于单次出行所需能量与最大能量的比值加上保护电池的最低soc下限soclow和设定的soc最大值socmax之间；公式(15)表示车辆j在第k次出发时刻时车辆soc的计算公式，时刻车辆的soc为一天初始时刻的soc加上在此之前发生的充电行为充入车辆的电量，再减去之前出行所消耗电量；公式(16)代表一天中充入的电量满足一天的出行所需电能之和，保证了充电策略的可循环性；
45、
46、
47、式中，yj，t和zj，t是编号为j的车辆在回站后的充电过程中控制连续充电的起始和终止决策变量，yj，t，zj，t∈{0，1}；为车辆j回站后在充电站内的时间段集合，公式(17)～(18)保证采用本专利技术的充电策略，每辆公交车充电行为在时间尺度上是连续的。
48、本专利技术的有益效果是：
49、本专利技术的方法提高了充电的能量转换效率，减少了电池的发热损耗并延长了电池的使用寿命，在提高充电能量转换效率的同时降低了公交车的充电成本，提高了经济性。
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1.基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于，
5.根据权利要求3或4所述的基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数据驱动电池效率模型的公交车快充站能量管理方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于数据驱动电池效率模型的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，鲍谚，辛涛，范森永，安振佳，李雨露，唐晓猛，石锦凯，杨芳，张维戈，张宇，戈畅，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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