针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法及系统与流程

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法及系统。

背景技术：

1、随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。

2、目前，随着电动汽车技术的飞速发展，电动汽车的保有量也飞速增长。随着电动汽车保有量的增长，大量的电动汽车开始并网充电。电动汽车并网充电过程中，其充电的随机性将对电力系统的负荷带来明显的影响；而且随着电动汽车保有量的飞速增长，其对电力系统负荷的影响将越来越大，从而对电力系统的稳定可靠运行带来了极大的挑战。

3、另一方面，虽然越来越多的新能源发电系统开始并网发电，但是由于新能源发电系统的随机性，电力系统依旧存在一定量的弃风、弃光、弃水等现象。电动汽车在广义上是一种电能储能设备，因此如果对电动汽车的充电时段进行统一优化，不仅能够辅助电力系统进行效率更高、稳定性更高的运行，而且还能够提高电力系统对于新能源发电的消纳。

4、目前，针对电动汽车充电时段的优化手段，主要是采用峰谷电价的策略。但是，现有的这种方案，依旧存在可靠性差、精确性差和主观性强的缺陷；因此，现有方案对于电动汽车充电优化，其效果相对较差。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、效果较好且客观科学的针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法。

2、本发明的目的之二在于提供一种实现所述针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法的系统。

3、本发明提供的这种针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法，包括如下步骤：

4、s1.获取目标区域电力系统的数据信息和电动汽车的数据信息；

5、s2.根据步骤s1获取的数据信息，计算得到电动汽车用户的补贴利润；

6、s3.根据步骤s2得到的补贴利润，计算得到目标电力系统在平时段、谷时段的用户补贴利润传导系数；

7、s4.根据步骤s3得到的用户补贴利润传导系数，计算得到每日的平时段补贴电价和谷时段补贴电价；

8、s5.根据步骤s4得到的电价数据，以用户充电成本最小为目标函数，以电动汽车电池状态和用户期望数据为约束，生成电动汽车最优充电功率曲线，完成针对电力系统的电动汽车有序充电优化。

9、步骤s2所述的根据步骤s1获取的数据信息，计算得到电动汽车用户的补贴利润，具体包括如下步骤：

10、将用户历史时期内各个时段的实际充电量和各个时段的售电价相乘，得到历史时期售电收入；

11、将历史时期售电收入减去服务商购买绿电成本，得到历史时期总绿电补贴利润；

12、将历史时期总绿电补贴利润乘以服务商利润传导系数，得到服务商的补贴利润；

13、将历史时期总绿电补贴利润乘以用户利润传导系数，得到电动汽车用户的补贴利润。

14、步骤s3所述的根据步骤s2得到的补贴利润，计算得到目标电力系统在平时段、谷时段的用户补贴利润传导系数，具体包括如下步骤：

15、获取未补贴时各个时段的电量信息和各个时段的电价信息；

16、获取服务商期望的补贴后的各个时段的电量信息；

17、根据步骤s2得到的服务商的补贴利润和电动汽车用户的补贴利润，计算得到目标电力系统在平时段、谷时段的用户补贴利润传导系数；

18、计算时，以服务商出售电量、盈利相同为前提，补贴前后各个时段电量和电价的关系表示为：

19、qlapa+qlvpv+qlcppcp+qlppp＝q′lapa+q′lvpv+q′lcp(pcp-p1)+q′lp(pp-p2)+ef

20、式中qla为未补贴时电动汽车用户尖时段充电量；pa为未补贴时尖时段电价；qlv为未补贴时电动汽车用户峰时段充电量；pv为未补贴时峰时段电价；qlcp为未补贴时电动汽车用户平时段充电量；pcp为未补贴时平时段电价；qlp为未补贴时电动汽车用户谷时段充电量；pp为未补贴时谷时段电价；q′la为补贴后期望的电动汽车用户尖时段充电量；q′lv为补贴后期望的电动汽车用户峰时段充电量；q′lcp为补贴后期望的电动汽车用户平时段充电量；q′lp为补贴后期望的电动汽车用户谷时段充电量；ef为服务商参与绿电交易的补贴利润；p1为补贴后平时段优惠电价，且es为电动汽车用户的补贴利润，α1为平时段用户补贴利润传导系数；p2为补贴后谷时段优惠电价，且α2为谷时段用户补贴利润传导系数，α1+α2＝1。

21、步骤s4所述的根据步骤s3得到的用户补贴利润传导系数，计算得到每日的平时段补贴电价和谷时段补贴电价，具体包括如下步骤：

22、获取历史时段每日用电量占比与历史时段每日平时段、谷时段的用电量信息；

23、将电动汽车用户的补贴利润乘以历史时段每日用电量占比信息，作为预测时段每日预补贴利润；

24、将预测时段每日预补贴利润分别乘以平时段的用户补贴利润传导系数和谷时段的用户补贴利润传导系数，得到预测时段每日平时段预补贴利润和预测时段每日谷时段预补贴利润；

25、将历史时段预测时每日平时段预补贴利润除以每日平时段用电量，作为每日平时段的预补贴电价；将历史时段预测每日谷时段每日预补贴利润除以每日谷时段用电量，作为每日谷时段的预补贴电价；

26、最后，当前时段首日运营后，根据首日平、谷时段实际充电量，计算得首日实际利润消耗量，与当前剩余利润补贴利润，循环计算得到本月剩余每日的平、谷时段补贴电价。

27、步骤s5所述的根据步骤s4得到的电价数据，以用户充电成本最小为目标函数，以电动汽车电池状态和用户期望数据为约束，生成电动汽车最优充电功率曲线，完成针对电力系统的电动汽车有序充电优化，具体包括如下步骤：

28、以如下算式作为目标函数：

29、

30、式中cd为用户充电成本；τ为用户充电时长；tla为电动汽车在预测时段每日的尖时段的充电时长；为预测时段每日的尖时段补贴电价；pch,a为电动汽车在预测时段每日的尖时段的充电功率；tlv为电动汽车在预测时段每日的峰时段的充电时长；为预测时段每日的峰时段补贴电价；pch,v为电动汽车在预测时段每日的峰时段的充电功率；tlcp为电动汽车在预测时段每日的平时段的充电时长；为预测时段每日的平时段补贴电价；pch,cp为电动汽车在预测时段每日的平时段的充电功率；tlp为电动汽车在预测时段每日的谷时段的充电时长；为预测时段每日的谷时段补贴电价；pch,p为电动汽车在预测时段每日的谷时段的充电功率；

31、采用如下算式作为约束条件：

32、

33、pch,min＜pch,a、pch,v、pch,cp、pch,p＜pch,max

34、式中qch,c为电动汽车电池初始荷电状态；qch,j为电动汽车用户期望的充电结束时的电动汽车电池荷电状态；η为电池充电效率；pch,min为电动汽车电池的最小充电功率；pch,max为电动汽车电池的最大充电功率；

35、对以上模型进行求解，生成电动汽车最优充电功率曲线，完成针对电力系统的电动汽车有序充电优化。

36、本发明还提供了一种实现所述针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法的系统，包括数据获取模块、补贴利润计算模块、传导系统计算模块、补贴电价计算模块和充电优化模块；数据获取模块、补贴利润计算模块、传导系统计算模块、补贴电价计算模块和充电优化模块依次串接；数据获取模块用于获取目标区域电力系统的数据信息和电动汽车的数据信息，并将数据上传补贴利润计算模块；补贴利润计算模块用于根据接收到的数据，计算得到电动汽车用户的补贴利润，并将数据上传传导系统计算模块；传导系统计算模块用于根据接收到的数据，计算得到目标电力系统在平时段、谷时段的用户补贴利润传导系数，并将数据上传补贴电价计算模块；补贴电价计算模块用于根据接收到的数据，计算得到每日的平时段补贴电价和谷时段补贴电价，并将数据上传充电优化模块；充电优化模块用于根据接收到的数据，以用户充电成本最小为目标函数，以电动汽车电池状态和用户期望数据为约束，生成电动汽车最优充电功率曲线，完成针对电力系统的电动汽车有序充电优化。

37、本发明提供的这种针对电力系统的电动汽车有序充电优化方法及系统，以历史时段日用电量占比信息作为依据，计算出预测时段的预补贴利润，针对平、谷时段用电量计算得平、谷时段的补贴电价，在实际一天运营后统计平、谷时段实际补贴利润，进而计算得预测时段每日的平、谷时段补贴电价，最后以用户充电成本最小为目标，考虑电动汽车电池状态和用户期望数据为约束，生成接入充电桩的电动汽车最优充电功率曲线，完成针对电力系统的电动汽车有序充电优化；因此本发明的可靠性更高，效果更好，而且更加客观科学。