[发明专利]计及用户决策随机性的能源-交通耦合建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种计及用户决策随机性的能源‑交通耦合建模方法及系统，基于随机用户均衡模型，描述了用户在交通网络中对出行路径与充电位置的随机选择行为。基于最优交流潮流模型描述了电网的调度策略，发掘了电动汽车用户的价格弹性，为能源‑交通耦合网络的联合运行优化提供了基础。在运行优化场景下，根据电力系统的电能生产成本，充电站运营商与电网调度达成协议，通过调整充电站充电价格数据与充电容量数据，引导充电用户的充电站选择，在保证充电站运营收益的同时，辅助电网减小供电成本，并优化城市交通，对交通网络中的车流量与电力网络中的潮流形成良性引流的作用。

技术领域

本发明属于电动汽车的技术领域，具体涉及一种计及用户决策随机性的能源-交通耦合建模方法及系统。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。

在快速充电技术的支持下，电动汽车只需半小时以内即可完成基本充电需求，通常为即充即走。从交通出行角度，快速充电电动汽车用户的充电与路径决策相结合。从充电负荷角度，快速充电电动汽车可前往不同充电站进行充电，接入位置更为灵活，充电负荷呈现出空间可平移的特点。因此，快速充电负荷的普及将导致能源网络与交通网络相互交融、相互影响。一方面，快速充电站的充电价格数据将影响电动汽车驾驶员的出行行为。另一方面，交通状况也会影响电动汽车用户的路径选择，从而改变其充电负荷的时空分布。若缺乏合理的引导，不合理的充电负荷空间分布可能带来电网局部过载、电压越限等风险，威胁电力系统的安全稳定运行。因此，亟需采取有效的激励措施，引导快充电动汽车用户的行为，以缓解其带来的不利影响。

现有许多系统采用了不同的价格激励方式，通过改变用户的综合出行成本(时间、充电费用等)，间接影响用户的行驶路径与充电位置决策，以达到理想的交通流量-充电负荷分布，发掘快速充电电动汽车的空间需求响应。然而，上述系统尚存如下不足：一方面，许多系统最初就假设车辆用户完全理性、同质化，且具备完全信息。然而，经验研究表明，车辆用户的决策行为存在较大异质性，受到多类因素的影响。同时，由于用户感知信息的能力有限，决策存在不完全理性的特点。宏观的充电负荷分布是海量微观车辆用户进行充电决策的结果，因此快充负荷的建模需要考虑用户决策的不完全理性与异质性，表征为效用评估的随机偏差。另一方面，现有系统常假设电网可直接调控充电站相关价格，或假设充电站隶属于电网而成为同一利益主体。实际上，目前充电站隶属于运营商，其追求收益的充电价格数据设置可能影响电网的运行。而充电价格数据直接影响了用户的充电成本，是引导充电负荷的重要手段。若能实现电网公司与运营商的协同运行优化，则可以充分发挥电动汽车负荷的需求响应能力，改善电网的潮流分布，降低电网运营成本。作为不同的利益主体，电网与充电运营商协同运行优化的基础是合理的合作机制，亟需给出有效的利益分配方案，才能保证运营商参与合作的积极性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种计及用户决策随机性的能源-交通耦合建模方法及系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面，提供了一种计及用户决策随机性的能源-交通耦合建模方法，包括城市能源分析以及城市交通分析；

所述城市能源分析包括：

获取城市配电网分布情况；

根据城市配电网分布情况与各充电站的充电功率，建立能源-交通耦合模型，分析电力系统的电能生产成本；

根据电力系统的电能生产成本以及充电站运营商与电网之间的调度协议，调整充电站充电价格数据与充电容量数据；

根据充电站充电价格数据与充电容量数据，影响充电用户的充电站选择；

所述城市交通分析包括：

获取城市交通网分布情况；