[发明专利]基于典型负荷动态博弈的城市电动汽车充电决策方法

说明书

本发明提供一种基于典型负荷动态博弈的城市电动汽车充电决策方法，涉及电充汽车充电技术领域。该方法根据电网短期负荷曲线聚类得到某地区典型用户负荷类型，并计算得到电动汽车理想充电负荷曲线，以充电需求约束、充电时间约束、电动汽车充电数量限制、电网电力负荷曲线、配电网容量作为边界条件，以充电负荷曲线与理想充电负荷曲线误差最小为约束条件，以用户用电成本最低为目标函数，建立优化方程，并求解，得到充电策略，通过动态博弈的决策结果判断是否对电动汽车进行充电。本发明提供的方法，能改善电网负荷特性使电网在电动汽车接入后波动最小，提高电力设备负荷率，在此基础上使电动汽车用户花费的充电成本最低。

技术领域

本发明涉及电充汽车充电技术领域，尤其涉及一种基于典型负荷动态博弈的城市电动汽车充电决策方法。

背景技术

全球性的能源危机和气候变化，驱动了电动汽车在世界范围内的迅速发展和应用。随着电动汽车在未来的普及，将会有大规模的电动汽车并入电网进行充、放电，然而随着电动汽车数量的大幅度增长，电动汽车因其自身充电行为的随机性，大规模接入会给电力系统的运行与控制带来显著的危害。电网如何接纳大规模的电动汽车并网并且不超过电网的容量已经成为了未来电动汽车发展和普及过程中所必须解决的重大问题。为了解决这些困难，必须要使用合理的手段来调控电动汽车的充、放电行为，需要更加精确的电动汽车负荷建模方法和更为合理的方案来引导电动汽车的有序充、放电，尽量提高电网消纳大规模电动汽车并网的能力。而避峰填谷作为一种柔性的调控手段，能够在一定程度上引导电动汽车的充电方式与时间的选择，使其能够有序充、放电，可以避免电动汽车的加入给电网造成的危害，同时可以增加充电用户的体验度，让用户享受更低的充电价格。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于典型负荷动态博弈的城市电动汽车充电决策方法，能改善电网负荷特性使电网在电动汽车接入后波动最小，提高电力设备负荷率，在此基础上使电动汽车用户花费的充电成本最低。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于典型负荷动态博弈的城市电动汽车充电决策方法，该方法由一个变压器支路安装一个总的智能调度装置实现，所述智能调度装置控制变压器支路的n个充电桩，当有电动汽车接入时，充电桩上载电动汽车信息发送到智能调度装置，智能调度装置经过分析后发送充电策略到充电桩进行充电，智能调度装置与充电桩之间通过TCP进行通信；所述智能调度装置经过分析得到充电策略的具体方法包括以下步骤：

步骤1：通过改进的AHPK-means算法对短期电力负荷进行聚类，预测某区域电网的典型负荷曲线，电网的典型负荷曲线为除去电动汽车充电负荷之外的负荷曲线，包括如下步骤：

步骤1.1：从某城市的电力公司SCADA系统的数据库中选取终端用户的负荷数据构成负荷矩阵A；所述负荷数据包括该城市某一个变压器的一条支路的用户类型、有功功率、无功功率及电压电流的测量值，每15min采样一次，每日共采样96个数据点；

步骤1.2：对负荷矩阵A进行数据预处理，识别与修正异常数据，并进行归一化处理；进一步包括以下步骤：

步骤1.2.1：对负荷矩阵A中的异常数据进行识别与修正；实际负荷数据会由于某个测量单元长时间的故障或在数据采集过程中其他相关元件的故障使负荷数据缺失，对于96个数据点，缺失其中30个及以上数据点的记录、负荷有功记录数据为负的记录，直接踢除；

步骤1.2.2：对于负荷曲线中的骤升、骤降数据，通过计算负荷变化率予以判断，负荷变化率计算公式为：

ρ＝|(p_d-p_d-1)/p_d|；

其中，ρ表示用户负荷序列P在d点的负荷变化率，P＝{p_d，d＝1，…，96}，p_d为d点的有功功率；当负荷变化率ρ超过预设阀值ε时，则视为异常数据；