引导电动汽车用户选择在电网电价较低的时 间段进行充电，达到电动汽车充电负荷的转移；在某一电网价格曲线下，电动汽车的充电收 入Se为：
[0145]
[0146] 式中；〇E(t)为t时段电动汽车的充电电量；
[0147] 为了简化问题，将电动汽车的充电成本Ce近似表示为电力系统机组组合成本为 考虑电网公司的收益，实施动态电网电价p(t)后不应该使电网公司的收益受到损失，因 此W电网公司的收益最大化为目标，经济调度的目标函数为：
[014引 maxF=Se_Ce
[0149] 根据需求侧管理的要求，实行动态电网电价p(t)后应保证电动汽车用户利益不 受损，即平均电网电价不上涨，为此设定平均电网电价约束条件：
[0 巧 0]
[0151] 式中：歹为实行动态电网电价之后电动汽车的平均充电电价，巧5为实行动态电 网电价之前电动汽车的平均充电电价；
[0152] 同时，动态电网电价p(t)的范围应介于；
[0153] Pm化《pa)《Pmax
[0154] 式中；Pmi济Pmax分别为电动汽车充电电价的最小值和最大值。
[0155] 综上，本发明提供的基于需求响应的电动汽车经济调度方法可W根据电网实时电 价信息优化电动汽车用户充电电价触发值，降低用户充电成本。建立了基于需求响应的电 动汽车经济调度模型，通过对电动汽车用户行为特性的预测，W电网公司收益最大化为目 标，优化制定电动汽车充电电价，转移电动汽车充电负荷。为未来电动汽车大规模接入电网 提供经济调度理论基础。
[0156] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出；对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，该些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于需求响应的电动汽车经济调度方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 对经济调度模型进行概述：价格型需求响应是利用电力消费者对价格的知觉，通 过制定随时间变动的动态电网电价政策引导电动汽车用户自觉地选择在电网电价较低时 段进行充电，从而起到削峰填谷等效果；在智能电网条件下，针对电动汽车的动态电网电 价政策可以达到实时电价的程度；对于一天内的某一电网电价曲线，为了降低电动汽车充 电成本，在满足充电需求的基础上，电动汽车用户将选择在电网电价较低的时间段进行充 电； (2) 提出基于需求响应的电动汽车充电策略：根据动态电网电价p(t)优化电动汽车用 户的充电电价触发值Pset，降低电动汽车用户的充电成本；充电策略的目标函数为： minpset (3) 研宄含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题：机组组合问题的目标函数为：式中：T为优化的时段数；乂为参与优化的火电机组数；Cm (PmU))为火电机组i的费 用函数，Pei⑴为火电机组i在t时段的出力；Iei (t)为火电机组i在t时段内开机、停机 状态的二元整型变量，Iei (t) = 1表示火电机组i在t时段为开机状态，Iei (t) =O表示火 电机组i在t时段为停机状态；Sm为火电机组i的开机费用； (4) 建立基于需求响应的电动汽车经济调度模型：对电动汽车用户行为特性进行预 测，以电网公司收益最大化为目标，优化制定电动汽车充电电价，同时转移电动汽车充电负 荷；经济调度的目标函数为： IT13-XP-Sg-Cg 式中：F为电网公司收益，Se为电动汽车的充电收入，Ce为电动汽车的充电成本。2. 根据权利要求1所述的基于需求响应的电动汽车经济调度方法，其特征在于：所述 步骤（2)中，基于需求响应的电动汽车充电策略包括如下内容： 在满足电动汽车用户出行约束的基础上，为降低电动汽车用户的充电成本，根据电网 电价曲线，设定充电电价触发值Psrt:当电网电价大于充电电价触发值Pset时，电动汽车停 止充电；当电网电价小于充电电价触发值Pset时，电动汽车开始充电，充电策略的目标函数 为： minpset 充电策略的约束条件包括： (2. 1)充电状态约束式中：S⑴为t时刻电动汽车充电状态，S⑴=1表示电动汽车在t时刻为充电状 态，S(t) =O表示电动汽车在t时刻为非充电状态；p(t)为t时刻电网电价；SOC(t)为 t时刻电动汽车荷电状态；SOCsrt为电动汽车离开电网时要求达到的荷电状态；tstart为电动 汽车接入电网时间；tmd为电动汽车离开电网时间； (2.2)充电功率约束 设定充电粧以额定功率P。给电动汽车进行充电，充电效率为n，则t时刻电动汽车的 充电功率p(t)为： p(t) = 8 (t)nPc,tstart^t^tend (2.3) 荷电状态约束 t时刻电动汽车的荷电状态为：式中：Wc为电动汽车电池容量，At为最小优化时间间隔； (2.4) 用户出行约束 SOC(tend) =SOCset (2. 5)所需充电时间约束 为了使电动汽车的荷电状态达到SOCsrt所需要的充电时间为TnMd:式中：SOCstart为电动汽车接入电网时的初始荷电状态； 由于让电动汽车用户自己去优化充电电价触发值Pset不太现实，因此将优化充电电价 触发值Pset权利交由充电粧；每当有新的电动汽车接入充电粧时，充电粧的充电控制系统 按照如下3个步骤实现电动汽车的有序充电： ① 获取电动汽车的充电需求 当电动汽车接入充电粧时，充电粧的充电控制系统通过电动汽车上的电池能量管理系 统获取电动汽车的状态参数，包括状态量Wc和SOCstart，以及设定量SOCset和tend; ② 计算能否满足充电需求 充电粧的充电控制系统根据获取信息计算满足充电需求所需的Tnrad:若Dtmd_tstart，则判断不能满足充电需求，充电粧应发出警告i上电动汽车用户更改tmd或 SOCsrt，直至能够满足充电需求； ③ 优化充电电价触发值Psrt 充电粧的充电控制系统读取实时电网电价信息，结合根据电动汽车的状态参数优化充 电电价触发值Psrt并进行充电。3.根据权利要求1所述的基于需求响应的电动汽车经济调度方法，其特征在于：所述 步骤（3)中，研宄含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题包括如下内容： 机组组合问题是确定未来一定时间内各火电机组开停时间以及出力安排，以使得总发 电成本最小，在设计含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题时，采用与传统机组组合 问题相同的目标函数，但对约束条件进行扩展；机组组合问题的目标函数为：式中：火电机组1的费用函数6,,_(/^")) = 4+(^,7(7) + 4/^(7)，其中4、1^和(^为火电 机组i的的燃料成本系数； 机组组合问题的约束条件包括： (3. 1)负荷平衡约束 所有开机状态的火电机组的总出力应等于总的负荷需求：式中：f⑴和Zf⑴分别为火电机组i在t时段内的累计开机时间和累计停机时间， it和?r#分别表示火电机组i允许的最短连续开机时间和最短连续停机时间； (3. 5)火电机组爬坡约束 火电机组在相邻两个时段的出力应满足火电机组爬坡约束的限制，即：PGi(t)~P(n{t-\)<R：, 式中：尺和圮分别为火电机组i的上坡速率限值和下坡速率限值。4.根据权利要求1所述的基于需求响应的电动汽车经济调度方法，其特征在于：所述 步骤（4)中，建立基于需求响应的电动汽车经济调度模型包括如下内容： 设不含电动汽车的电力系统机组组合成本为F'(；，为应对电动汽车的充电需求，整个 电力系统机组组合成本由F'增至Fp其增加额即为电动汽车的充电成本Ce，即： ce=fg-f/g 通过优化电动汽车的充电价格曲线，引导电动汽车用户选择在电网电价较低的时间段 进行充电，达到电动汽车充电负荷的转移；在某一电网价格曲线下，电动汽车的充电收入Se 为：式中：QE(t)为t时段电动汽车的充电电量； 为了简化问题，将电动汽车的充电成本(^近似表示为电力系统机组组合成本为Fe;考 虑电网公司的收益，实施动态电网电价P(t)后不应该使电网公司的收益受到损失，因此以 电网公司的收益最大化为目标，经济调度的目标函数为： IT13-XP-Sg-Cg 根据需求侧管理的要求，实行动态电网电价P(t)后应保证电动汽车用户利益不受损， 即平均电网电价不上涨，为此设定平均电网电价约束条件： 式中：尹为实行动态电网电价之后电动汽车的平均充电电价，瓦％为实行动态电网电 价之前电动汽车的平均充电电价； 同时，动态电网电价P(t)的范围应介于： Pmin彡P⑴彡P腸x 式中：Pmin和Pmax分别为电动汽车充电电价的最小值和最大值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于需求响应的电动汽车经济调度方法，首先对经济调度模型进行了概述；接着提出了基于需求响应的电动汽车充电策略，根据电网实时电价信息优化电动汽车用户充电电价触发值，降低用户充电成本；与此同时，研究了含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题；在此基础上，通过对电动汽车用户行为特性的预测，建立了基于需求响应的电动汽车经济调度模型。本发明以电网公司收益最大化为目标，优化制定了电动汽车充电电价，能够转移电动汽车充电负荷。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06
【公开号】CN104966127
【申请号】CN201510297823
【发明人】高赐威, 潘樟惠
【申请人】东南大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月3日