[发明专利]基于动态电价的电动汽车充放电调度方法

说明书

本发明公开了基于动态电价的电动汽车充放电调度方法，属于电网系统经济运行技术领域，包括以下步骤：对电网中的电动汽车、电网电价、电池退化等实际因素进行数学建模，并建立电动汽车基于变化的动态电价进行充放电调度的模型；根据数学模型可以得到电动汽车包含充放电花费、充放电功率限制、电网负荷限制和电网‑电动汽车交互过程中的优化约束条件；利用长短期记忆深度神经网络算法制定动态电价；基于动态电价，利用改进的非线性规划算法对电动汽车充放电优化问题进行求解；将结果反馈到长短期记忆深度神经网络下一次迭代更新的输入端，最终达到电价和电动汽车充放电调度的最优。本发明实现对电网的削峰填谷，以及降低电动汽车用户充电费用。

技术领域

本发明涉及电网系统经济运行技术领域，尤其是一种基于动态电价的电动汽车充放电调度方法。

背景技术

化石燃料产生的温室气体排放是气候变化和空气污染的主要原因，而二氧化碳排放主要来自两个行业：电力/热力生产(42％)和交通运输(24％)。新能源的普及车辆缓解温室效应已成为交通运输行业的发展趋势。根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》，到2025年，我国新能源汽车销量将达到新车总销量的20％左右。大量电动汽车充电不协调会对电网造成冲击，造成电压偏差、停电、输电损耗、相位负载不平衡等。电动汽车具有供电和负载的双重特性，可以根据电网需要增加或减少充电功率或转移充电时间，甚至通过V2G技术将电能送回电网。V2G(车辆到电网)模式降低了电动汽车全生命周期的使用成本，有利于电动汽车的推广和普及。目前常用的方法是通过改变电价来引导电动汽车的充放电。其目的是让电动汽车通过有序的充放电发挥稳定电网的作用。V2G的建立以经济最优为目标。确定电网的可用容量和电动汽车的参与以及电动汽车的状态，在电动汽车的V2G流程设计中起着非常重要的作用。因此设计合适的算法制定动态电价，同时对电动汽车充放电进行调度十分重要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供基于动态电价的电动汽车充放电调度方法，实现电价和电动汽车充放电调度的最优。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于动态电价的电动汽车充放电调度方法，包括以下步骤：

S1、采用蒙特卡洛方法建立V2G背景下电动汽车充电需求、电动汽车放电容量、电动汽车可调度时间三部分模型；

S2、建立基于长短期记忆神经网络模型的动态电价输出模型；

S3、基于动态电价下的每辆电动汽车充放电成本函数和电网负荷峰谷差函数建立目标函数；

S4、确立目标函数的约束条件；

S5、采用通过引入电价补贴的方法改进非线性规划算法；基于神经网络输出的动态电价，在S4中的约束条件下对电动汽车进行充放电规划，获得充放电费用、补贴电价费用、电网负荷峰谷差；再次蒙特卡洛获得新的充电需求和放电容量；

S6、将补贴电价、电网负荷峰谷差作为损失函数，对长短期记忆神经网络的权重参数进行更新；将S5获得的新的总体电动汽车充电需求和放电容量作为长短期记忆神经网络的新输入，整体构成一个滚动的优化模型，最终在使电网负荷削峰填谷的同时降低了电动汽车的充放电成本，使电动汽车的充放电费用最低。

本发明技术方案的进一步改进在于：S1中，电动汽车充放电时间中，电动汽车返回时间T_b，服从正态分布，概率密度函数为：

其中，μ_b＝17.47,σ_b＝3.41；

电动汽车最早离家时间T_l，服从正态分布，概率密度函数为：

其中，μ_l＝8.92,σ_l＝3.24；