[发明专利]考虑柔性控制的电动汽车充电站双层优化充放电策略

说明书

本发明公开了一种考虑柔性控制的电动汽车充电站双层优化充放电策略，第一层优化以每日充电消耗为目标函数，在考虑分时电价、电池容量损耗、充电站柔性控制的基础上，优化电动汽车的充放电过程，使得每天总消耗最小。第二层优化确保满足用户需求的条件下，根据当地的负荷预测曲线，以每日电网负荷波动最小为目标函数，对第一层优化得出的充放电计划进行调整。采用粒子群算法对该策略进行优化求解，保证了电网运行的经济性和用户的充放电成本。

技术领域

本发明属于电动汽车领域，对电动汽车的充放电过程进行合理规划，具体地说是一种考虑了电池容量损耗、台变越线约束、用户每日充放电费用最小和负荷曲线峰谷差波动最小的充电站双层优化策略，尤其是一种考虑柔性控制的电动汽车充电站双层优化充放电策略。

背景技术

随着社会经济的不断发展，能源与环境问题越来越多严重，包括能源资源短缺、全球变暖和二氧化碳排放等。为了缓解石油消耗问题，电动汽车的使用得到各国政府的大力支持。电动汽车的大规模混乱的电池充电可以给配电网带来很多不利影响，如造成电网负荷峰值增加，输电损耗，降低电压等，给电网的运行和规划带来了新的挑战。但是，如果建给电动汽车看作是可移动的储能装置，合理安排电动汽车的电池充电方式不会对电网造成影响，反而会提高电网设备的负荷率和利用率。

本发明在考虑大规模电动汽车接入的基础上，提出了充电站的双层优化策略，第一层考虑用户的充放电成本，第二层考虑充电站的电网负荷波动，在优化过程中考虑了分时电价、电池的损耗成本、充电站的柔性控制等，综合得出电动汽车的充放电计划。

发明内容

本发明主要是考虑了电池容量损耗、台变越线约束、用户每日充放电费用最小和负荷曲线峰谷差波动最小，提出了一种考虑柔性控制的电动汽车充电站双层优化充放电策略。

步骤1：充电站的智能装置自动采集和充电桩所连接的电动汽车的相关信息，包括电动汽车电池的初始荷电状态SOCⁱⁿⁱ，期望荷电状态SOC^fin，充电的开始时刻t_s，预计用车时刻t_e，充电站的充放电分时电价。

步骤2：对每个电动汽车进行第一层优化，以每日充电消耗为目标函数，在考虑分时电价、电池容量损耗、充电站柔性控制的基础上，采用粒子群算法优化电动汽车的充放电过程，使得每天总消耗最小。

步骤3：对充电站进行第二层优化，在确保满足用户需求的条件下，根据当地的负荷预测曲线，以每日电网负荷波动最小为目标函数，对第一层优化得出的充放电计划进行调整。

进一步的，上述的步骤2如下：

步骤2.1根据时间间隔确定电动汽车充放电的优化时间段，将电动汽车每小时的充放电的功率作为粒子群算法的优化变量，构成粒子群算法的粒子。

步骤2.2判断种群是否满足相关的约束条件，对不满足的例子进行修改。

计算出每个时间段的电池存储状态：

其中，SOC_t+1为t+1时刻的电池存储状态；S_t为t时刻电池的存储状态。

约束条件为：

电动汽车充电功率约束

电动汽车放电功率约束

每个时间间隔的最大充电功率

电动汽车不能同时充放电约束

其中，为在Δt内电动汽车充电最大功率，为在Δt内电动汽车放电最大功率；P_M表示台变所能承受的的最大负荷；L_0,t表示第t时段的配电网的基本负荷；n表示第t时段与电动汽车相连接的充电桩数量。