電動汽車參與電力系統的優化調度方法
2024-01-22 16:29:15 3
電動汽車參與電力系統的優化調度方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車參與電力系統的優化調度方法, 包括如下步驟：首先, 建立計及電動汽車代理商參與系統優化調度的數學模型和電動汽車代理商的充電需求模型；根據電動汽車代理商和電力公司分別對電動汽車參與系統優化調度為電力公司帶來的收益和電動汽車代理可能遭受的損失的估計, 分別確定報價並不斷調整修正，直到達成一致。本發明的優化調度方法可緩和系統負荷的峰谷差, 減少系統運行成本, 電動汽車代理商和電力系統調度均可以獲得收益，達到雙贏的目的。
【專利說明】電動汽車參與電力系統的優化調度方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種計及電動汽車參與電力系統的優化調度方法，屬於電動汽車和電 力系統調度的互動【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 化石能源危機、氣候變暖等一系列全球性問題促使電力系統向低排放、低能耗的 方向發展。在發電側，通過逐步淘汰高耗能機組和發展風力發電、太陽能光伏發電等可再 生能源來降低碳排放，採用熱電聯產實現能量的循環利用等來提高能源利用效率。在負荷 偵Ij，通過引入智能家居、智能負荷等概念來改善電能利用效率；其中，電動汽車（Electric Vehicle，簡寫為EV)作為替代傳統化石燃料汽車的新型汽車，在節能減排方面具有明顯優 勢。此外，EV具有比較靈活的調度性能，可以參與電力系統優化調度，改善系統運行的經 濟性。在上述背景下，本發明針對EV通過代理商參與電力系統日前優化調度問題，研宄 EV代理商與電力公司的談判策略。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題，是在滿足電動汽車用戶充電需求的前提下，代理商 調度電動汽車負荷參與電力系統調度的優化，與電力系統調度的談判機制和談判策略。
[0004] 本發明的一種電動汽車參與電力系統的優化調度方法，包括以下步驟：
[0005] (1)確定EV代理商初始報價
[0006]EV代理商根據EV充電模型制定EV充電計劃，作為初始計劃上報給電力 調度中心，同時申報代理商可以參與調度的EV負荷限值ΔΡ^_(α，〇和，為保證 調度後不同EV用戶的充電協議仍然能得到滿足，EV代理商在所有調度時段的總購電量需 保持不變，約束為式（1):
[0007]
【權利要求】
1. 一種電動汽車參與電力系統的優化調度方法，其特徵在於包括以下步驟： (1) 確定EV代理商初始報價 EV代理商根據EV充電模型制定EV充電計劃，作為初始計劃上報給電力調度 中心，同時申報代理商可以參與調度的EV負荷限值^&-(?，〇和，為保證調度 後不同EV用戶的充電協議仍然能得到滿足，EV代理商在所有調度時段的總購電量需保持 不變，約束為式（1):
結合（1)，EV代理商在T1時段內減少或增加的充電負荷總量等於在T2時段內增加或 減少的充電負荷總量，TlgT，T2eT;設電力公司和EV代理商的談判價格為單位調整電量的 價格，EV代理商a的收益REVA(a)為談判獲得的收益與參與調度產生的額外運行成本之差， 即：
式中：Abid(a)為代理商a的報價，As(t)為電力公司在t時段的報價； 假設EV代理商a期望的最低收益和期望的最高收益所對應的單位電量調整價格分別 為XMd，min(a)和Xbid，max(a);其中，Abidmin(a)為EV代理商估計的調度單位EV充電電量的 額外成本和期望的最小收益之和，Abid，_ (a)與EV代理商預計的參與系統調度對系統運行 成本減少的貢獻和EV代理商期望獲得的效用有關，可由式（3)計算：
式中：A^c(…和△色(《,〇分別為EV代理商a估計的總減少運行成本和系統在t時段需 要的調整電量； T?(a)為EV代理商a期望獲得的效用佔總減少運行成本的係數； EV代理商a在第一次報價時會選擇最高報價Abid，max(a);若未能與電力公司達成一 致，則逐漸降低談判報價，直至與電力公司達成協議或達到最低報價Abidmin(a)為止；採 用線性報價策略，假設談判最大回合數為K_，EV代理商a在第k輪的談判出價4,(0為：
(2) 電力公司確定初始報價 電力公司根據和^得到各時段期望的負荷調度量△咬(0和通過調 度EV負荷可以減少的系統運行成本ACe，其中△咬(0可由式（5)計算：
通過計算ACjP 電力公司可以求得調度EV充電負荷可能獲得的最大效用和調 度的負荷總量，則電力公司報價的最大值Asbid，_和最小值Asbid，min可分別由式（6)和（7) 得到：
式中：Jrmax和Jrmin分別為電力公司期望獲得的最大和最小效用佔總可減少運行成 本的係數； 電力公司在第一次報價時會申報最低的價格Xsbid，min;若未能與EV代理商達成一致， 或在t時段達成一致的EV代理商所提供的EV充電負荷調整量還達不到〃V⑴，電力公司 會逐漸提高談判報價，直至達到最高報價A81^_或已達成一致的EV代理商所提供的調 整負荷量滿足△校(〇的需求；採用線性報價策略，在第k輪的談判出價:
(3)報價調整修正 在談判過程中，EV代理商a可以根據估計的報價曲線和電力公司實際報價的差別，修 正對電力公司調度需求和收益的預測：
式中：(?)、4⑷和:分別為代理商a估計的電力公司第k輪的報價、估計的 電力公司期望獲得的最大和最小的效用佔總可減少運行成本的係數； 當電力公司第k輪的實際報價高於EV代理商a的預期值，表明EV代理商低估了EV充 電負荷調度對電力公司的總效用，則代理商可以考慮減少報價的讓步幅度，反之亦然；此 夕卜，代理商a也可以根據代理商和電力公司的報價差調整讓步策略，當報價相差較大時適 當提高讓步幅度，反之亦然；結合電力公司第k輪的報價信息和式（4)，EV代理商a 在第k+1輪調整後的談判報價4=⑷可根據式（1〇)_(12)得到；
式中：￡l(a，k)和e2(a，k)分別為EV代理商對第k輪電力公司報價與代理商預期報 價偏差的調整係數和第k輪電力公司報價與代理商報價差值的調整係數，分別可由（11) 和（12)計算得到； 電力公司也會根據各EV代理商的報價調整自身的報價策略；考慮到多個EV代理商的 競爭關係，報價最低的代理商會最早與電力公司達成協議，對成交價格和電力公司調整報 價策略的影響最大；因此，考慮當代理商的最低報價與電力公司報價之差較大時，適當提 高讓步幅度，反之亦然；結合式（8)，電力公司第k+1輪調整後的談判報價4^^可根據式 (13)-(14)得到：
式中：〇 (k)為電力公司對第k輪所有EV代理商的報價與電力公司報價差值的調整系 數，可由（14)計算得出；（4)EV代理商與電力公司談判流程 根據3. 1-3. 3節的初始報價策略和報價調整策略，EV代理商和電力公司可以通過報 價-學習-調整的方式，針對EV充電負荷的調度達成一致。在進行第k輪談判時，所有 NA個EV代理商同時向電力公司提交第k輪的報價，電力公司也同時給出第k輪的報 價;當EV代理商a在第k輪申報的價格4_⑷不高於電力公司提供的價格|時， 電力公司會考慮是否調度代理商a的EV充電負荷；若多個代理商的報價均不高於電力公司 報價時，電力公司有權決定是否調度某個或某些EV代理商的充電負荷；若電力公司決定採 用代理商a的EV參與調度，最終和代理商a成交的價格⑷為雙方報價的均值，即：
電力公司對代理商a所轄的EV充電負荷的調度需要通過優化實現，優化模型為 (1)-(8)，在目標函數中需要增加支付給代理商a的調度費用CA(a，k)，其可通過式（16)計 算：
電力公司求解出EV負荷調度量後，提出包括調度量和支付價格的合約
,代理商a選擇接受或拒絕合約。
【文檔編號】G06Q50/06GK104484808SQ201410745016
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】蔡信, 劉偉佳, 袁軍, 文福拴, 李波, 呂浩華 申請人:國網浙江省電力公司電動汽車服務分公司, 浙江大學