一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法及系统与流程

本发明涉及新型电力系统，具体涉及一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法及系统。

背景技术：

1、新型电力系统具有高比例可再生能源并网和智能互联的典型特征，面对运行方式多样化、灵活性资源稀缺化、源荷界限模糊化等特点，需求响应逐渐成为缓解系统供需平衡问题的重要互动资源。在电力市场环境下，单个电动汽车可参与需求响应的容量有限，一般可由电动汽车聚合商作为代理进行市场参与和调度，即电动汽车聚合商可将灵活可调节的电动汽车聚合起来作为优质的需求响应辅助服务资源，从而提高电动汽车集群整体的可响应容量，为系统提供削峰填谷、调频和旋转备用等辅助服务，用以提高系统的安全性、可靠性，改善电能质量，降低系统运行成本，平抑可再生能源的间歇性等，作为智能电网供需侧协调的重要手段。然而，单个电动汽车用户响应的不确定性为电动汽车聚合商日前策略的制定带来了巨大的风险。因此，亟需考虑电动汽车响应不确定性的电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度进行精确建模。

2、现有技术中，对电动汽车参与需求响应时的响应意愿较多采用合约形式、固定响应模式，或模糊响应等方法，包括量化电动汽车群响应意愿建立不确定性意愿的模糊模型、按照电动汽车用户参与需求响应意愿和对充电时间、充电费用的在意程度的差异对电动汽车用户进行分类、建立分时电价下电动汽车的响应模型等等，但是上述现有技术均为电动汽车的单向考虑，并未考虑到电动汽车聚合商的利益，无法最大化电动汽车参与需求响应的调度效益。

技术实现思路

1、为了解决上述存在的技术问题，本发明公开了一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法及系统，兼顾电动汽车和电动汽车聚合商的双方利益，最大化电动汽车参与需求响应的调度效益。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法，包括：

3、采集电动汽车及电网侧的运行参数，并构建电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本模型；

4、构建所述电动汽车对应的电动汽车响应率模型，及对所述电动汽车聚合商给予所述电动汽车参与需求响应的激励成本建模，获得所述电动汽车聚合商对应的激励成本模型；

5、对所述电动汽车聚合商参与需求响应的收益建模，获得所述电动汽车聚合商对应的收益模型；

6、根据所述收益模型、所述购电成本模型、所述电动汽车响应率模型及所述激励成本模型，构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型；

7、将所述运行参数输入至所述优化调度模型进行求解，获得所述电动汽车聚合商参与需求响应的调度结果，并根据所述调度结果控制所述电动汽车进行充放电。

8、本发明公开了一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法，首先采集电动汽车及电网侧的运行参数，以便于后续根据所述运行参数进行调度，紧接着，在采集到对应的运行参数后，构建电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本模型，以便于根据所述购电成本模型在后续的调度方案的制定过程中限制购电成本，保证电动汽车聚合商的效益，接着还构建了电动汽车聚合商对应的激励成本模型，根据所述激励成本模型保证了电动汽车方的利益，构建所述电动汽车的响应率模型，能准确反映电动汽车用户参与需求响应的意愿，提高调度的可行性及合理性，根据所述构建的收益模型、所述购电成本模型、所述电动汽车响应率模型及所述激励成本模型，最终构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型，使得最终构建的优化调度模型既考虑了电动汽车方的实际响应情况，满足电动汽车方的能量补充需求及出行使用需求，也考虑电动汽车聚合商的利益，实用性强，最终使得通过所述优化调度模型获得的调度结果使得电动汽车聚合商参与需求响应的总效益最大化。

9、作为优选例子，所述运行参数包括电动汽车聚合商包含的电动汽车的数量、每辆电动汽车的电池容量、接入时间和离网时间、初始荷电状态、期望荷电状态、电动汽车设置的电池荷电状态上下限和额定充电功率及额定放电功率、充电效率、放电效率、电动汽车聚合商购电电价、折扣基准电价及基准负荷。

10、本发明采集电动汽车聚合商下包含的电动汽车基本运行参数及电网侧的运行参数，使得后续求解获得调度方案满足实际需求，提高所述调度的合理性及可实施性。

11、作为优选例子，在所述构建电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本模型，包括：

12、计算所述电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本，其中，所述购电成本的计算公式如下：

13、

14、其中，n代表电动汽车数量，t为调度周期，ηch为充电效率，ηdis代表放电效率，代表电动汽车n在时段t的充电，代表放电功率，pt代表电动汽车聚合商购电电价，代表购电成本。

15、本发明构建所述电动汽车聚合商的购电成本对应的模型，以使在后续的过程中根据所述购电成本模型构建对应的优化调度模型时，考虑电动汽车聚合商的效益，使得最终的调度方案最大化电动汽车聚合商的效益。

16、作为优选例子，在所述构建所述电动汽车对应的电动汽车响应率模型，包括：

17、计算所述电动汽车的响应率，其中，所述响应率的计算公式如下：

18、γ(a)＝ρlga+b

19、

20、其中，ρ代表电动汽车响应系数，α代表陡度参数，β代表偏度参数，γ(a)代表电动汽车响应率，a代表电动汽车聚合商为电动汽车提供的激励补偿的系数，b代表电动汽车响应常数，c代表电动汽车收益的参数。

21、本发明计算电动汽车的响应率，以使根据所述响应率实际考虑电动汽车在进行需求响应时的情况，进而根据所述响应率在制定后续的调度方案时，使得制定的调度方案满足电动汽车用户的能量补充需求及出行需求等实际情况，提高所述调度方案的合理性。

22、作为优选例子，在所述对所述电动汽车聚合商给予所述电动汽车参与需求响应的激励成本建模，包括：

23、计算所述电动汽车聚合商给予所述电动汽车参与需求响应的激励成本，其中，所述激励成本的计算公式如下：

24、

25、λn＝ζ×(γmax-γn)

26、

27、

28、其中，n代表电动汽车总数量，λn代表第n辆电动汽车享受的折扣率，pbase代表电动汽车聚合商给予折扣的基准电价，en代表第n辆电动汽车的电池容量，其单位为kwh，ζ代表电动汽车聚合商给电动汽车用户的补偿激励系数，γmax代表电动汽车最大充电效益，γn代表电动汽车在入网和离网时间段内电动汽车的充电效益，代表接入时间，代表离网时间，ηch代表充电效率，ηdis代表放电效率，和代表电动汽车n在时段t的充电、放电功率。

29、本发明构建所述激励成本模型，一方面利用所述激励成本鼓励电动汽车的需求响应，另一方面在后续制定调度方案时，通过所述激励成本模型计算所述调度方案对应的激励成本，进而通过不断的优化所述激励成本优化所述调度方案，从而减少电动汽车聚合商的激励成本，最大化电动汽车聚合商的需求效益。

30、作为优选例子，在所述对所述电动汽车聚合商参与需求响应的收益建模，包括：

31、计算所述电动汽车聚合商参与需求响应的收益，其中，所述收益的计算公式如下：

32、

33、

34、

35、

36、其中，ω代表电动汽车聚合商经济效益系数，θ代表电动汽车参与需求响应后的负荷调整百分比，代表基准负荷，t代表调度周期，代表t时段电动汽车无序充电时配电网的总负荷，代表t时段电动汽车有序充电时配电网的总负荷，l1代表电动汽车无序充电时配电网总负荷指标、l2代表电动汽车有序充电时配电网总负荷指标。

37、本发明对所述电动汽车聚合商在电动汽车进行需求响应的整个过程中获得收益进行建模，以使通过优化所述收益使得最大化所述电动汽车聚合商的效益。

38、作为优选例子，在所述构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型，包括：

39、根据预设的目标函数及约束条件，构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型；其中，所述约束条件包括放电功率约束、充电功率约束、决策变量约束、前后时刻荷电状态约束、荷电状态上下限约束及电动汽车离网时荷电状态约束；

40、其中，所述目标函数为：

41、所述充电功率约束为：

42、所述放电功率约束为：

43、所述决策变量约束为：和为0、1变量，且

44、所述前后时刻荷电状态约束为：

45、所述荷电状态上下限约束为：

46、所述电动汽车离网时荷电状态约束为：

47、其中，代表电动汽车聚合商参与需求响应的收益，代表电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本，代表电动汽车支付给电动汽车的激励费用成本，pch代表额定充电功率，pdis代表额定放电功率，且当时，代表期望荷电状态、和代表电动汽车用户设置的电池荷电状态上下限。

48、本发明通过所述优化调度模型，根据之前采集的电动汽车及电网侧的运行参数可进行求解，可获得兼顾电动汽车用户和电动汽车聚合商双方利益，最大化电动汽车参与需求响应的调度效益的调度策略。

49、第二方面，本发明公开了一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度系统，所述系统包括购电成本建模模块、激励成本建模模块、收益建模模块、调度建模模块及调度求解模块；

50、所述购电成本建模模块用于采集电动汽车及电网侧的运行参数，并构建电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本模型；

51、所述激励成本建模模块用于构建所述电动汽车对应的电动汽车响应率模型，及对所述电动汽车聚合商给予所述电动汽车参与需求响应的激励成本建模，获得所述电动汽车聚合商对应的激励成本模型；

52、所述收益建模模块用于对所述电动汽车聚合商参与需求响应的收益建模，获得所述电动汽车聚合商对应的收益模型；

53、所述调度建模模块用于根据所述收益模型、所述购电成本模型、所述电动汽车响应率模型及所述激励成本模型，构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型；

54、所述调度求解模块用于将所述运行参数输入至所述优化调度模型进行求解，获得所述电动汽车聚合商参与需求响应的调度结果，并根据所述调度结果控制所述电动汽车进行充放电。

55、本发明公开的一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度系统，首先采集电动汽车及电网侧的运行参数，以便于后续根据所述运行参数进行调度，紧接着，在采集到对应的运行参数后，构建电动汽车聚合商参与需求响应的购电成本模型，以便于根据所述购电成本模型在后续的调度方案的制定过程中限制购电成本，保证电动汽车聚合商的效益，接着还构建了电动汽车聚合商对应的激励成本模型，根据所述激励成本模型保证了电动汽车方的利益，构建所述电动汽车的响应率模型，能准确反映电动汽车用户参与需求响应的意愿，提高调度的可行性及合理性，根据所述构建的收益模型、所述购电成本模型、所述电动汽车响应率模型及所述激励成本模型，最终构建所述电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度模型，使得最终构建的优化调度模型既考虑了电动汽车方的实际响应情况，满足电动汽车方的能量补充需求及出行使用需求，也考虑电动汽车聚合商的利益，实用性强，最终使得通过所述优化调度模型获得的调度结果使得电动汽车聚合商参与需求响应的总效益最大化。

56、第三方面，本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如第一方面所述的一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法。

57、第四方面，本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的一种电动汽车聚合商参与需求响应的优化调度方法。