[发明专利]一种配电网电动汽车时空充放电电价制定方法

权利要求书

1.一种配电网电动汽车时空充放电电价制定方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于电动汽车的时空迁移特性及用户对电价的响应特性，以降低配电网的负荷波动为目标，通过优化负荷曲线确定分时电价策略；

以降低配电网的网损为目标建立配电网重构模型，求解得到充放电负荷最优空间电价；

确定配电网电动汽车时空充放电电价；

所述用户对电价的响应特性具体包括：

通过需求价格弹性系数描述电动汽车用户对电价的响应特性，其中

分别用时间弹性系数和空间弹性系数表示电价的时间性差异和空间性差异；

所述电动汽车用户对电价的响应特性具体计算如下：

式中，和分别表示节点n在t时间段内的平均充电和放电负荷；α和β表示需求价格弹性系数；和分别表示节点n在t时间段内的充电电价和放电电价；

电价的时间性差异和空间性差异计算如下式：

式中，ε_ct和ε_dt分别表示与电价的时间差异有关的充电和放电功率弹性系数；ε_cn和ε_dn分别表示与电价的空间差异有关的充电和放电功率弹性系数；

式中，和分别表示节点n在t时间段内的平均充电和放电功率变化值；和分别表示节点n在t时间段内的充电电价和放电电价的变化值；其中

所述分时电价的数学模型具体为：

目标函数：

式中，P_L,t是t时间段内配电网总的基础负荷；P_c,t和P_d,t分别表示t时间段内配电网总的充电负荷和放电负荷；

约束条件包括充放电功率上限约束、充放电状态互斥约束、放电容量约束、电动汽车电池荷电状态约束、电动汽车行驶耗电量需求约束、需求价格弹性约束及充放电电价上下限约束；

所述空间电价的数学模型具体为：

目标函数：

式中，Line为配电网支路集合；T是24小时内的调度时间；N是配电网的节点数量；G_ij是支路ij的电导；V_i,t是节点i在t时间段内的平均电压；V_j,t是节点j在t时间段内的平均电压；θij,t是t时间段内节点i与节点j的功角差；C(i)是与节点i相连接的节点集合；αij表示支路ij的投入状态，αij＝1表示支路ij投入，αij＝0 表示支路ij断开；Δt表示一个调度周期；

约束条件包括节点功率平衡约束、配电网辐射状拓扑约束、电压上下限约束、线路功率传输容量约束、充电站充放电服务能力约束、电动汽车空间分布约束、需求价格弹性约束、充放电电价上下限约束与平均电价约束；

所述节点功率平衡约束为：

式中，表示i节点在t时间段内的基础有功功率；和分别表示i节点在t时间段内的平均充电功率和平均放电功率；B_ij是支路ij的电纳；表示i节点在t时间段内的基础无功功率；

配电网辐射状拓扑约束：

式中，β_ij表示节点i与节点j的层次关系，当β_ij＝1时认为节点i是节点j的父节点

电压上下限约束

V_imin≤V_i,t≤V_imax (8)

式中，V_imin和V_imax分别表示节点i的电压下限和上限

线路功率传输容量约束

式中，P_m表示线路传输有功的上限

充电站充放电服务能力约束

式中，和分别表示节点i的充电功率上限和放电功率上限。

电动汽车空间分布约束：

式中，I是配电网区域集合，I＝{住宅区,商业区,办公区}；

需求价格弹性约束：

充放电电价上下限约束：

平均电价约束：

通过二阶锥松弛将式(5)-式(14)所示的配电网重构模型转化为二阶锥规划模型具体包括：

通过式(15)对式(5)-式(9)所示的潮流方程进行等价替换：

式中，R_ij,t，T_ij,t和u_i,t为等式变换过程中引入的变量

为了考虑配电网重构问题，引入与线路连通变量相关的虚拟电压与若α_ij＝1时则有与若α_ij＝0时则有通过下式保证其成立：

目标函数转化为：

节点有功平衡约束：

节点无功平衡约束：

线路安全容量约束：

节点电压上下限约束：

通过下式将解空间投影至锥体上，实现潮流方程的松弛：