本发明属于智能电网技术领域，具体涉及一种提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法。
背景技术：
面对全球变暖、空气污染等困境，电动汽车以其良好的环保特性，成为各国大力支持的产业。虽然电动汽车在解决大气污染以及全球变暖等方面被寄予厚望，然而，研究显示，如果电动汽车使用的电能完全来自于化石燃料，电动汽车所产生的co2和空气污染物的排放量将超过普通燃油汽车。近年来，基于光伏发电的分布式发电技术快速发展，电动汽车充电站可以配置一定的光伏发电设备来供给自身所需电能，从而进一步减少电动汽车使用引起的碳排放量以及空气污染。但是由于光伏发电的波动较大，为了保证充电站的服务质量，充电站需同时接入常规电网，当光伏发电功率不足以满足充电需求时，由电网来补足差额功率。
如果缺乏合理有效地充电调度策略，电动汽车随机地进行充电，必然会导致光伏发电供给量与充电需求量之间的不匹配，造成光伏发电量的浪费。可见，使用合理有效的充电调度机制，使光伏发电供给量与充电需求量尽可能匹配，提高光伏发电量的有效使用率，降低光伏舍弃率，降低充电站对电网电能的依赖度，可以有效减少因电动汽车的使用而导致的污染。
智能电网为电动汽车的充电调度提供了重要的基础。在智能电网中，实时可变电价将取代传统电网中的固定电价，同时，用户可以采用预约用电的方式来降低用电成本。
目前对电动汽车的充电调控方式主要是直接调控、间接调控两类。直接调控是指，对于长时间停车充电的车辆，可以通过控制充电功率，来实现充电站总体的负荷整形。这种方法的缺点在于，一方面，要求电动汽车长期占用充电设备，对于停车位较少的快速充电站并不适用，另一方面，电动汽车只能被动地接受控制，无法主动选择充电时间、充电功率等。间接控制是指，通过制定分时电价来引导电动汽车的充电行为，但是这种方法无法实现负荷的精确控制，制定合理电价比较困难。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种能提升电动汽车充电站中光伏发电量利用率的提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，将充电站的光伏发电量以拍卖的方式出售。
一种提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，应用于多充电站协同拍卖系统，所述系统包括中心拍卖服务器、与所述中心拍卖服务器通信连接的用户终端和充电站控制中心，每个所述充电站控制中心与一个充电站通信连接，用于管理所述充电站，所述方法包括以下步骤：
步骤1，所述中心拍卖服务器获取每个时隙各充电站控制中心发送的各充电站的待拍卖信息，并将所述待拍卖信息发送至所述用户终端，其中，所述待拍卖信息包括各充电站id、各充电站待拍卖光伏发电量及各充电站的保留价；
步骤2，所述用户终端发送竞拍信息至所述中心拍卖服务器，其中，所述竞拍信息包括用户id、目标充电站id、向目标充电站投标的电量及该用户愿支付的最高单价，所述用户终端可同时向多个充电站投标，针对不同充电站可设置不同的投标的电量和单价；
步骤3，所述中心拍卖服务器处理各用户终端发送的竞拍信息，得到拍卖结果，将相应的拍卖结果发送至参与拍卖的各用户终端。
进一步地，所述步骤1前还包括以下流程：
将一天内各充电站的运行时间均匀分为数个时隙，各充电站控制中心对其管理的充电站各时隙的光伏发电量进行预测。
进一步地，所述步骤3包括以下流程：
步骤31，所述中心拍卖服务器接收所述竞拍信息，将所述竞拍信息按所述竞拍信息中的单价单调不减进行排序得到出价集合；
步骤32，获取出价集合中排第一位的所述竞拍信息，判断该竞拍信息中，所述向目标充电站投标的电量是否大于该充电站的待拍卖光伏发电量；
步骤33，若所述向目标充电站投标的电量不大于该充电站的待拍卖光伏发电量，该出价为成功出价，将该竞拍信息加入该竞拍信息的目标充电站的竞拍成功集合中，在出价集合中删除该用户的所有竞拍信息，更新该竞拍信息所对应的目标充电站的待拍卖光伏发电量；
步骤34，若所述向目标充电站投标的电量大于该充电站的待拍卖光伏发电量，该出价为失败出价，在所述出价集合中删除该竞拍信息；
步骤35，对所述出价集合中每个竞拍信息进行处理，判断所述出价集合是否为空集；
步骤36，若所述出价集合为空集，表征已处理所有所述竞拍信息，输出各充电站的竞拍成功集合；
步骤37，若所述出价集合不为空集，表征所述竞拍信息还未处理完，则流程回到步骤32。
进一步地，所述步骤36还包括以下流程：
将竞拍结果发送至所对应的用户终端和充电站控制中心。
进一步地，所述方法还包括以下步骤：
步骤4，更新当前时隙中每个充电站的待拍卖光伏发电量，所述中心拍卖服务器将所述二次拍卖信息发送至竞拍失败的用户终端，其中，所述二次拍卖信息包括各充电站id、更新后的各充电站待拍卖光伏发电量及各充电站的保留价；
步骤5，二次竞拍的用户终端发送所述竞拍信息至所述中心拍卖服务器；
步骤6，所述中心拍卖服务器处理各二次竞拍的用户终端发送的竞拍信息，得到二次拍卖结果，将相应的二次拍卖结果发送至参与二次拍卖的各用户终端。
本发明的有益效果：本发明提供的一种提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，可以显著提升电动汽车光伏充电站中光伏发电量有效利用率，降低光伏舍弃率，减少充电站对电网的依赖；将多个充电站的光伏发电量统一进行拍卖，实现了多充电站之间的负载均衡；用户可以同时参与多个充电站的竞拍，降低了竞拍失败的概率；二次竞拍机制通过对剩余光伏发电量再次进行拍卖，进一步降低了光伏舍弃率，同时进一步降低了用户竞拍失败的概率；算法时间复杂度较低，当电动汽车数量较多时依然可以较快速地计算出竞拍结果；与所述直接调控方法相比，其优点在于，用户可以通过预约的方式，主动掌控充电时间；与所述间接控制方法相比，其优点在于，拍卖机制定价简便，可基于拍卖理论中的差别价格拍卖、同一价格拍卖、维克瑞拍卖进行定价，使得交易价格公平公正，反映实际的市场供求关系，保障了充电站和电动汽车双方的利益。
附图说明
图1为本发明实施例中多充电站协同拍卖系统的结构框图。
图2为本发明实施例中提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法的流程图。
图3为图2中步骤3的流程图。
图4为本发明实施例中提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法的另一流程图。
图中标记：10-多充电站协同拍卖系统；100-中心拍卖服务器；200-用户终端；300-充电站控制中心；400-充电站。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步的说明。
请参阅图1，本发明提供的一种提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，应用于多充电站协同拍卖系统10，多充电站协同拍卖系统10包括中心拍卖服务器100、用户终端200及数个充电站控制中心300，用户终端200及充电站控制中心300与中心拍卖服务器100通讯连接，每个充电站控制中心300与充电站400通信连接，对应管理一个充电站400。
本实施例中，用户终端200为电动汽车及电动汽车用户移动设备，用于接收中心拍卖服务器100发出的信息和发送信息至中心拍卖服务器100。电动汽车用户集合为m＝{1,2,…,m}。
本实施例中，中心拍卖服务器100用于接收和发送用户终端200和充电站控制中心300的信息，处理拍卖计算任务，得到竞拍结果。
本实施例中，充电站控制中心300用于整合相对应的充电站400信息发送至中心拍卖服务器100，及接收中心拍卖服务器100反馈的拍卖结果。充电站400的集合为n＝{1,2,…,n}。
请参阅图2，本发明提供的一种提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，具体实施方式如下：
步骤1，所述中心拍卖服务器100获取每个时隙各充电站控制中心300发送的各充电站400的待拍卖信息，并将所述待拍卖信息发送至所述用户终端200，其中，所述待拍卖信息包括各充电站400id、各充电站400待拍卖光伏发电量及各充电站400的保留价。
本实施例中，将一天内的充电站400运行时间被均匀地分为nt个时隙，一天内的时隙的集合记为t＝{1,2,…,nt}。
本实施例中，充电站400i，
步骤2，所述用户终端200发送竞拍信息至所述中心拍卖服务器100，其中，所述竞拍信息包括用户id、目标充电站400id、向目标充电站400投标的电量及该用户愿支付的单价。
本实施例中，用户j根据接收到的各充电站400的信息，根据充电站400的位置、待拍卖光伏发电量及价格等因素，主观选择目标充电站400，并发送竞拍信息
步骤3，所述中心拍卖服务器100处理各用户终端200发送的竞拍信息，得到拍卖结果，将相应的拍卖结果发送至参与拍卖的各用户终端200。
本实施例中，在时隙k的竞拍结束前，中心拍卖服务器100接收各用户对时隙k的各充电站400的竞拍，在竞拍结束后，中心拍卖服务器100根据接收到的各用户的竞拍信息计算得到拍卖结果，并将相应的结果发送至相应的用户终端200。
请参阅图3，步骤3通过以下流程实现：
步骤31，所述中心拍卖服务器100接收所述竞拍信息，将所述竞拍信息按所述竞拍信息中的单价单调不减进行排序得到出价集合。
本实施例中，中心拍卖服务器100接收所有用户对时隙k的竞拍信息，得到出价集合
本实施例中，将出价集合中的竞拍信息，按照竞拍信息中用户对充电站400竞标的单价以单调不减的顺序进行排序。不论用户投标的目标充电站400是否一致，只按照竞拍信息中的单价高低进行排序。
出价集合排序后为bd＝{bd1,bd2,…,bdx}。
步骤32，获取出价集合中排第一位的所述竞拍信息，判断该竞拍信息中，所述向目标充电站400投标的电量是否大于该充电站400的待拍卖光伏发电量。
本实施例中，获取出价集合中，排名第一位的竞拍信息
步骤33，若所述向目标充电站400投标的电量不大于该充电站400的待拍卖光伏发电量，该出价为成功出价，将该竞拍信息加入该竞拍信息的目标充电站400的竞拍成功集合中，在出价集合中删除该用户的所有竞拍信息，更新该单价所对应的目标充电站400的待拍卖光伏发电量。
本实施例中，若向目标充电站400投标的电量不大于该充电站400的待拍卖光伏发电量，即该充电站400能满足该用户的充电量需求，则竞拍成功，将该竞拍信息加入到所对应的目标充电站400的竞拍成功集合中，即wi←wi∪{bd1}。删除出价集合中该用户的所有出价，即
步骤34，若所述向目标充电站400投标的电量大于该充电站400的待拍卖光伏发电量，该出价为失败出价，在所述出价集合中删除该竞拍信息。
本实施例中，若向目标充电站400投标的电量大于该充电站400的待拍卖光伏发电量，即该充电站400不能满足该用户的充电量需求，则竞拍失败，在出价集合中删除该竞拍信息，bd←bd-{bd1}。
步骤35，对所述出价集合中每个竞拍信息进行处理，判断所述出价集合是否为空集。
本实施例中，按照出价集合中竞拍信息的排序，依次对每个竞拍信息进行处理。若该竞拍信息竞拍成功，删除该用户的所有竞拍信息，更新目标充电站400的剩余电量；若该竞拍信息拍卖失败，则删除该竞拍信息。依次处理所有竞拍信息，直到出价集合处理完成后为空集。
步骤36，若所述出价集合为空集，表征已处理所有所述竞拍信息，输出各充电站400的竞拍成功集合。
本实施例中，出价集合为空集，表征所有竞拍信息已被处理完，输出各充电站400的竞拍成功集合wi,
步骤37，若所述出价集合不为空集，表征所述竞拍信息还未处理完，则流程回到步骤32。
通过上述描述，可得到本发明的提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法中的一次拍卖的流程：各充电站400在该时隙竞拍前经由充电站控制中心300发送各自的在该时隙可供充电的剩余电量至中心拍卖服务器100，中心拍卖服务器100整合后发送各充电站400的信息至提出过该时隙拍卖请求的用户终端200。用户在选择后，对若干目标充电站400提出报价，中心拍卖服务器100将所有报价整合在一起后，按单调不减进行排序。从报价最高的开始处理，判断该报价对应的目标充电站400的电量是否满足用户的需求，如果不满足，则该竞拍不成功；如果电量能满足用户的需求，则竞拍成功，删除该用户的其它报价。将报价从高到低依次处理，得到竞拍结果，发送至对应的用户终端200，完成一次拍卖流程。
请参阅图4，本发明提供的提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法，还包括以下步骤：
步骤4，更新当前时隙中每个充电站400的待拍卖光伏发电量，所述中心拍卖服务器100将所述二次拍卖信息发送至竞拍失败的用户终端200，其中，所述二次拍卖信息包括各充电站400id、更新后的各充电站400待拍卖光伏发电量及各充电站400的保留价。
本实施例中，更新经过第一次拍卖够的各充电站400的待拍卖光伏发电量，将各充电站400的信息发送至第一次拍卖失败的用户终端200。
步骤5，二次竞拍的用户终端200发送所述竞拍信息至所述中心拍卖服务器100。
本实施例中，用户选择后对若干目标充电站400提出报价。
步骤6，所述中心拍卖服务器100处理各二次竞拍的用户终端200发送的竞拍信息，得到二次拍卖结果，将相应的二次拍卖结果发送至参与二次拍卖的各用户终端200。
本实施例中，中心拍卖服务器100进行时隙k的第二次竞拍，拍卖流程与步骤3一致。
通过上述描述，可得到本发明的提升电动汽车光伏充电站光伏利用率的充电调度方法中的第二次拍卖的流程：将第一次拍卖中后，各充电站400的在该时隙可用的剩余电量进行更新，发送给在第一次拍卖中失败的用户。用户再次选择目标充电站400，提出报价。中心拍卖服务器100对所有报价进行处理，得到拍卖结果。二次拍卖流程与第一次拍卖流程相同，只是在二次拍卖前需要更新在第一次拍卖后各充电站400的在该时隙可用的剩余电量。
综上所述，本发明设计了多充电站协同拍卖系统，将同一区域内的充电站的光伏发电量统一进行拍卖，避免多充电站之间的供求不平衡；设计了二次拍卖机制，向需求不足的充电站进行再次引流，进一步提高充电站光伏发电量利用率。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。