一种计及电动汽车充电可控性的机组组合模型及建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力调度技术领域，更具体地，设及一种计及电动汽车充电可控性的 机组组合模型及建模方法。
【背景技术】
[0002] 电动汽车巧lectric Vehicle, EV) W新能源电力代替石油作为其主要动力能源， 具有碳排放低、环境友好的特点，逐渐成为世界各主要汽车制造强国的战略产业方向。
[0003] 机组组合（unit commitment，UC)问题是电网调度的内容，传统机组组合是由调度 中屯、根据负荷预测曲线，W机组运行成本最低为目标来制定机组的开机计划；设及风力发 电时，调度中屯、则根据负荷预测曲线和风电预测曲线来制定火电机组的开机计划，W火电 机组运行成本最低为目标，系统的备用容量需求则与风电出力的预测精度有关。
[0004] 当考虑EV接入的机组组合问题时，现有技术有W下方案，一是将EV当做纯负荷， 对其充电负荷进行预测，加入到传统负荷预测中进行机组组合安排；二是将每辆EV看作可 控制的单元，直接由电网调度中屯、对其充电进行控制，达到降低火电机组运行成本的目的； S是W EV集中控制器为控制对象进行调度。
[0005] 当大规模EV接入电网时，若将EV作为纯负荷，与传统负荷叠加进行机组组合安 排，由于EV充电负荷与传统负荷具有类似的行为规律，即在用户下班回家后会进行EV的充 电W及其他的日常活动，那么会出现"峰上加峰"的现象，从而使机组成本大幅增加；而对于 调度中屯、直接W单台EV为控制对象的方法，在EV数量较少的情况下是可行的，但当EV保 有量增大到数万辆时，电网调度中屯、直接与每一辆EV进行信息沟通的效率较低；对于调度 中屯、WEV集中控制器为控制对象进行调度的方法，现有的技术未考虑用户需求，随时可能 中断负荷，给用户带来不便；也未考虑电动汽车的调度成本。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供了一种计及电动汽车充电可控 性的机组组合模型及建模方法，其目的在于提供电动汽车大规模并网时的电网调度方案。
[0007] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种计及电动汽车充电可控性 的机组组合模型，包括约束条件与目标函数；约束条件包括机组侧约束和用户侧约束；
[000引目标函数为：
[0009]
[0010] 其中，
I]是指机组运行成本，C;(巧是指发电机组燃料 成本，
是指机组启动成本；
[0011]
[0012] 其中，
是指电动汽车充电负荷调度成本；
[0013]
[0014] 其中，i为发电机组的编号，j为EV集中控制器的编号，t为时段的编号，巧为第 i台发电机组第t时段的出力；为第i台发电机组第t时段的状态，当其处于运行状态时 为1，否则为0;背为第i台发电机组第t时段连续停机时间；马为第i台发电机组第 t时段成本；马为第i台发电机组第t时段的启动成本；Ng为发电机组总数；Nigg为EV集中 控制器个数；T为总优化时段，T = 24 ;巧gw为第j个EV集中控制器在第t时段的充电负 荷；巧为第j个EV集中控制器在第t时段的充电负荷预测值；《,<，巧,.，巧gg/是机组 组合模型的控制对象；
[0015] 其中，M为EV单位补偿成本，指的是当EV本应充电但却服从调度指令中断充电时， 电网应付出的补偿成本；而当EV本来没有充电但服从调度指令进行充电时，电网不需要付 出补偿成本;M'即为中断1MW电动汽车负荷1小时应补偿给用户的成本；
[0016] 其中，a。b。Ci为第i台发电机组燃料成本系数；巧1为第i台发电机组的热启动成 本；爲为第i台发电机组的冷启动成本；为第i台发电机组的最小允许停机时间；早 为第i台发电机组的冷启动时间。
[0017] 本发明提供的该种计及电动汽车充电可控性的机组组合模型，W机组出力及EV 集中控制器负荷为控制对象，W机组运行成本与EV调度成本之和最小为目标函数；一方面 在目标函数里计入了电动汽车充电负荷调度成本；另一方面，计入了用户侧的约束，W满足 电动汽车用户的充电需求。
[0018] 优选的，机组侧约束包括负荷平衡约束、机组出力上下限约束、旋转备用约束、机 组启停时间约束和机组爬坡约束，具体如下：
[0019] 负荷平衡约束为
是指各发电机出力之和应与负荷相 当，W满足负荷需求；
[0020] 其中，巧C为第t时段电力系统的常规负荷水平，巧gg；为第t时段第j个EV集中 控制器的充电负荷指令值；
[0021] 机组出力巧,上下限约束为
是指火电机组出力的上下限 范围；
[002引其中，增m机组i的最小出力，馬r为机组i的最大出力.
[0023] 旋转备用约束为
；是指机组预留的用于应对负荷波动的容 量；
[0024] 其中，Rt为t时段系统旋转备用容量需求；
[0025] 机组启停时间约束设及电机从停机到开机之间的最小停机时数，W及发电机从开 机到停机之间的最小开机时数，具体的：
[0026] 发电机状态从开机到停机
[0027] 发电机状态从停机到开机
[0028] 是指当发电机停机后，需停满最小停机时数才能再次开机；而发电机开机后，则需 开满最小开机时数才能再次停机；
[002引其中，吟"为第i台发电机组在第t时段连续运行的时间；IT为第i台发电机组 的最小允许开机时间；
[0030] 机组爬坡约束为
指的是由于火电机组的惯性导致的 火电机组单位时间的出力变化范围；
[0031] 其中，/艺P为机组i的功率上升量限制，巧fwn为机组i的功率下降量限制。
[0032] 优选的，用户侧约束包括用户能量需求约束、EV集中控制器充电负荷上下限约束 和EV集中控制器充电负荷分配比例约束，具体如下；
[0033] 用户能量需求约束关
；
[0034] 用户能量需求约束使得EV集中控制器整个调度时段内的充电负荷总量与充电负 荷预测值总量相等，使得EV集中控制器在被调度后的剩余供电量能满足其辖区内的EV充 电；
[003引 EV集中控制器充电负荷上下限约束为：
[0036]
[0037] EV集中控制器充电负荷上下限是指集中控制器充电负荷的可调度范围；其中， 巧g：：'是第j个EV集中控制器在第t时刻的可调度范围上限，f豈"是第j个EV集中控制器 在第t时刻的可调度范围下限值；
[003引其中，巧烛是第j个EV集中控制器在第t时刻的可上调容量，马,。'_加,，:是第j 个EV集中控制器在第t时刻的可下调容量；
[0039] EV集中控制器充电负荷分配比例约束包括W下两种情况：
[0040] a、至
，即第t时刻需要对EV集中控制器的充电负荷预测 值进行上调，则各EV集中控制器按照上调容量大小进行比例分配，应满足：
[0041]
[004引b、当
即第t时刻需要对EV集中控制器的充电负荷预测 值进行下调，则各EV集中控制器按照下调容量大小进行比例分配，应满足：
[0043]
[0044] 按照本发明的另一方面，提供了上述计及电动汽车充电可控性的机组组合模型的 建模方法，包括W下步骤：
[0045] (1)利用EV集中控制器对电动汽车进行集群，并获取EV集中控制器的EV充电计 划及充电负荷的预测值；
[0046] 其中，集群的指的是将一个辖区内的所有电动汽车集中起来，由一台EV集中控制 器进行管理；调度中屯、管理EV集中控制器，EV集中控制器管理单台EV;当调度中屯、要调度 EV时，充电指令下达到EV集中控制器，由EV集中控制器具体的控制其辖区内的各EV;EV集 中控制器相当于