[发明专利]一种基于调度成本的电池管理控制方法

权利要求书

1.一种基于调度成本的电池管理控制方法，电池通过调度车辆来完成调度运输，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、获取充换电站的站点位置信息和调度车辆的电池余量信息，根据调度车辆的行驶模型，计算得到调度车辆的荷电状态；

S2、根据所述电池余量信息和荷电状态，结合电池充电模型，计算得到调度车辆的充电时刻、站点的充电功率和储能功率，由配电系统进行潮流计算，得到调度约束条件；

S3、根据所述电池余量信息，计算得到共享收益，根据所述站点的充电功率和调度车辆的充电时刻，计算得到电能损耗和电池损耗，根据所述共享收益、电能损耗和电池损耗，计算得到调度成本目标函数；

S4、根据所述调度成本目标函数和调度约束条件，生成电池的调度成本优化模型，根据遗传算法对所述调度成本优化模型进行求解，得到电池调度优化路径；

所述调度车辆的行驶模型的公式具体如下所示：

其中，和分别为第k辆调度车辆从充换电站i行驶至充换电站j所用的时间和时速，d_ij为充换电站i至充换电站j的欧几里德距离；

所述电能损耗包括工作损耗和休息损耗，所述电池损耗包括调度损耗和用户损耗，所述调度成本目标函数的计算公式具体如下所示：

minZ＝Z₁+Z₂+Z₃+Z₄+W₁

其中，Z为电能损耗、电池损耗与共享收益之和，Z₁为工作损耗，Z₂为休息损耗，Z₃为调度损耗，Z₄为用户损耗，W₁为共享收益；

所述工作损耗的计算公式如下所示：

其中，为第k辆调度车辆在第j个充换电站t时刻充电功率；ρ^k(j,t)为第k辆调度车辆在第j个充换电站t时刻充电电价；t_jk,start和t_jk,end分别为第k辆调度车辆在第j个充换电站的初始充电时刻和截止充电时刻，为第k辆从充换电站i行驶至充换电站j的调度车辆，m为调度车辆的总数，n为充换电站的总数；

所述休息损耗的计算公式如下所示：

其中，为第k辆调度车辆在充换电站的调度中心t时刻充电功率；ρ^k(0,t)为第k辆调度车辆在充换电站的调度中心t时刻充电电价；t_0k,start和t_0k,end分别为第k辆调度车辆在充换电站的调度中心的初始充电时刻和截止充电时刻；

所述调度损耗的计算公式如下所示：

其中，B^k为第k辆调度车辆的电池单位容量费用；B_k为调度车辆的电池更换的人力成本；为第k辆调度车辆的电池的最大循环充电次数，C_t为电池的有效容量，C_t0为电池的标准容量；

所述用户损耗的计算公式如下所示：

其中，w_1j和w_2j分别为第j个充换电站中选择快充模式和常规充模式的等待调度的调度车辆的数量；B^l和B^r为快充模式和常规充模式下用户车辆的电池单位容量费用；B_l和B_r为快充模式和常规充模式下用户车辆的电池更换人力成本；和为快充模式和常规充模式下用户车辆的电池最大循环充电次数；

所述共享收益的计算公式如下所示：

其中，C_t0为电池的标准容量，C₂为单位容量储能共享价格，F_j为共享站点电池数量，具体计算公式如下所示：

其中，为第j个充换电站第s月电池共享量，s＝1,2,...,12，具体计算公式如下所示：

其中，和分别为第j个充换电站第s月的日平均电池余量、日平均电池流出量和日平均电池流入量，为第j个充换电站第s月的电池未使用率，具体计算公式如下所示：

其中，和分别为第j个充换电站第s月的最低电池余量和日平均电池余量；

所述调度约束条件包括路径时速和限重约束、时间约束和站点电源输出功率约束，所述站点电源输出功率约束通过潮流计算得到，所述路径时速和限重约束的公式具体如下所示：

其中，v_ij,min和v_ij,max分别为从第i个充换电站到达第j个充换电站的路径上的最低限速和最高限速，L_ij,min和L_ij,max分别为从第i个充换电站到达第j个充换电站的路径上的最低限重和最高限重，L₀为调度车辆的初始载荷，q^k为第k辆调度车辆的调度电池量，L为单位电池载重；

所述时间约束的公式具体如下所示：

其中，是第k辆调度车辆在第i个充换电站的工作时间；为第k辆调度车辆在第i个充换电站的额外充电时间；

所述站点电源输出功率约束的公式具体如下所示：

其中，P_Si(t)和Q_Si(t)分别是t时刻第i个充换电站的电源输出的有功功率和无功功率；P_Li(t)和Q_Li(t)分别是t时刻第i个充换电站的线路输入的有功功率和无功功率；P_i(t)和Q_i(t)分别是t时刻第i个充换电站的输出的有功功率和无功功率。