技术摘要：
本发明公开了一种电动汽车调度方法及调度系统，调度中心根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命令值、并将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块 全部
背景技术：
在能源危机和环境污染等问题愈发严重的情况下，各国先后制定了燃油车禁售时 间表，中国实现在2050年前将实现燃油车全面退出市场。但是，随着电动汽车的普及，其电 力负荷将会对电网规划、运行及电力市场的运行造成不可忽视的影响。 由于受到诸多因素的影响，充电负荷具有较为复杂的特性。就单一车辆而言，其充 电负荷主要受用户出行需求、用户实用习惯以及设备特性等因素的影响；就区域电力系统 而言，其充电负荷还受到电动汽车数量、充电设备完善程度的影响。而且，由于用户需求和 用户行为的不确定性与相互差异等，使得充电负荷存在一定的随机性和分散性，因此，在电 动汽车采取随机充电方式的情况下，电网负荷可能会出现“峰上加峰”的现象，造成电力系 统设备备用不足、峰谷差及峰谷差率加大，有关输电设备负载不平衡家中的后果，严重影响 电网的运行安全，而且还会造成配电网侧的电能质量降低、线损加重、设备负载加重等。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电动汽车调度方法及调度系统，其从源网储荷平衡的本 质特征出发，把电动汽车当作一种可移动的负荷与储能设备，通过对电动汽车的充放电进 行调度，从何实现对源网储荷进行平衡。 为实现本发明的发明目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下： 一种电动汽车调度方法，包括如下步骤： S1：调度中心根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电 力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命 令值； S2：调度中心将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块； S3：每个区域代理模块对其管控的电动汽车进行服务邀约，然后根据服务邀约结 果、功率平衡约束、电动汽车充放电约束和电池余量约束，以电力系统等效负荷波动方差和 为最小为目标函数对其接收的负荷命令值进行求解，以获取电动汽车的充放电命令； S5：每个区域代理模块将电动汽车的充放电命令发送给各电动汽车、并分配相应 的充电桩给各电动汽车。 作为上述方案的优选，还包括步骤S6，即：每辆电动汽车根据接收的充放电命令和 充电桩信息更新充放电计划、并将更新后的充放电计划传输给与其对应的区域代理模块。 作为上述方案的优选，在步骤S1中，电力系统运行调度成本最低时的目标函数为： 6 CN 111598391 A 说 明 书 2/8 页 其中：F1为电力系统运行调度成本；T为调度时段数；Pgen(t)为单位时间t内电力系 统发电量；Y(t)为单位时间t内电力系统旋转备用电量； 和 分别为电动汽车 总充电量和总放电量。 作为上述方案的优选，在步骤S3中，以电力系统等效负荷波动方差和为最小时的 目标函数为： 其中：F2为电力系统等效负荷波动方差和；T为调度时段数；Pload(t)为居民区、商业 区或工业区用电负荷； 和 分别为固定电池的充电功率和放电功率；Pmean为电力 系统等效负荷平均值，其计算方法为： 作为上述方案的优选，在步骤S3中，功率平衡约束为在任意调度时段t内，电动汽 车从电网吸收的功率、充电消耗功率、放电提供功率与背景负荷之间满足实时平衡关系， 即： 式中： pg(t)为供电系统发电机组i在当前单位时间内的发电量； 和 分别为 调度管理区域参与电力辅助服务的所有电动汽车i的充电功率 的总和与放电功率 的总和； 和 分别为调度管理区域参与电力辅助服务的所有固定电池组 i的充电功率vi(t)的总和与放电功率xi(t)的总和。 作为上述方案的优选，供电系统发电机组i在当前单位时间内的发电量满足发电 机组经济调度约束，即发电机g在运行时单位时间内发电量不能低于最低额定发电容量，满 足式： 发电机g在运行时单位时间内发电量不能高于最高额定发电容量，满足式： 发电机g在运行时单位时间内的增加或减少出力需在上行爬坡率和下行爬坡率范 围之内，满足式： 发电机g的旋转备用量不能高于最大在线机组容量，以确保电力系统中某一机组 发生故障停用时系统具备足够备用容量来应对功率缺额，满足式： 7 CN 111598391 A 说 明 书 3/8 页 电力系统中总旋转备用容量不能低于预设的旋转备用量，满足式： 发电机g在运行时单位时间内发电量不能为负值，满足式： 作为上述方案的优选，固定电池的充电功率和放电功率满足固定电池组运行约束 满足，即： 固定电池放电量不能超过当前单位时间内电池剩余电量，满足式： 固定电池充电量不能超过额定容量与当前单位时间内电池剩余电量之差，满足 式： 当前单位时间内固定电池的剩余电量不能超过该电池组的额定容量，满足式： 固定电池充电量和放电量不能为负值，满足式： 式中：qi(t)为当前单位时间内电池组i的剩余电量，qi(t-1)为前一单位时间内电 池组i的剩余电量，vi(t)当前单位时间内电池组i的充电量，xi(t)为前单位时间内电池组i 的放电量，ρi为电池组i的额定容量。 作为上述方案的优选，电动汽车充放电约束为每辆电动汽车电池均受到充电功率 有上限满足下面约束条件： 式中： 为第i辆电动汽车的充电功率， 为第i辆电动汽车的允许最大充 电功率， 为第i辆电动汽车的允许最小充电功率， 为第i辆电动汽车的放电功率 为第i辆电动汽车的允许最大放电功率 为第i辆电动汽车的允许最小放电功 率。 作为上述方案的优选，电池余量约束为： 8 CN 111598391 A 说 明 书 4/8 页 式中：S(t 1)为电动汽车电池在t 1时段的剩余电量，ηC和ηD为电动汽车的充电效 率和放电效率，Sdr(t)为t时段的行驶用电量。 其中电池电量根据用户出行安排应保持在一定范围： 式中：Smin表示满足用户需求的最低电量要求，Smax表示电动汽车允许的最大容量。 作为上述方案的优选，电动汽车的充电功率满足分布式控制算法，具体为： ①初始化充电功率： ②计算控制信号： ③对每一辆响应电动汽车按下式更新迭代充电功率 并将结果反馈至对应 区域代理。 ④更新迭代次数k,使得k＝k 1； ⑤当迭代次数达到预定值或相邻两次迭代误差小于一定值δ,迭代运算终止，否则 重复步骤②-④。 以上式中：i为第i辆电动汽车： 为第i辆电动汽车在t时刻的充电功率，rk (t)为t时刻所广播的控制信号，G′(t)为t时刻的区域代理k接收上层调度计划的负荷需求 量。 本发明还公开了一种电动汽车的调度系统，包括调度中心和若干个区域代理模 块，所述调度中心用于根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电 力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命 令值、并将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块；每个所述区域代理 模块用于对其管控的电动汽车进行服务邀约，然后根据服务邀约结果、功率平衡约束、电动 汽车充放电约束和电池余量约束，以电力系统等效负荷波动方差和为最小为目标函数对其 接收的负荷命令值进行求解，以获取电动汽车的充放电命令；每个所述区域代理模块还用 于将电动汽车的充放电命令发送给各电动汽车、并分配相应的充电桩给各电动汽车。 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 本发明公开的电动汽车调度方法，其从电动汽车既是电力负荷又是调峰储能设备 的本质出发，通过调度大量的电动汽车参与电力系统的调节过程中，从而平衡电网的波动， 增加社会、电网和车主三方的经济效益。 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。 9 CN 111598391 A 说 明 书 5/8 页
本发明公开了一种电动汽车调度方法及调度系统，调度中心根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命令值、并将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块 全部
背景技术：
在能源危机和环境污染等问题愈发严重的情况下，各国先后制定了燃油车禁售时 间表，中国实现在2050年前将实现燃油车全面退出市场。但是，随着电动汽车的普及，其电 力负荷将会对电网规划、运行及电力市场的运行造成不可忽视的影响。 由于受到诸多因素的影响，充电负荷具有较为复杂的特性。就单一车辆而言，其充 电负荷主要受用户出行需求、用户实用习惯以及设备特性等因素的影响；就区域电力系统 而言，其充电负荷还受到电动汽车数量、充电设备完善程度的影响。而且，由于用户需求和 用户行为的不确定性与相互差异等，使得充电负荷存在一定的随机性和分散性，因此，在电 动汽车采取随机充电方式的情况下，电网负荷可能会出现“峰上加峰”的现象，造成电力系 统设备备用不足、峰谷差及峰谷差率加大，有关输电设备负载不平衡家中的后果，严重影响 电网的运行安全，而且还会造成配电网侧的电能质量降低、线损加重、设备负载加重等。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电动汽车调度方法及调度系统，其从源网储荷平衡的本 质特征出发，把电动汽车当作一种可移动的负荷与储能设备，通过对电动汽车的充放电进 行调度，从何实现对源网储荷进行平衡。 为实现本发明的发明目的，本发明所采用的技术方案内容具体如下： 一种电动汽车调度方法，包括如下步骤： S1：调度中心根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电 力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命 令值； S2：调度中心将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块； S3：每个区域代理模块对其管控的电动汽车进行服务邀约，然后根据服务邀约结 果、功率平衡约束、电动汽车充放电约束和电池余量约束，以电力系统等效负荷波动方差和 为最小为目标函数对其接收的负荷命令值进行求解，以获取电动汽车的充放电命令； S5：每个区域代理模块将电动汽车的充放电命令发送给各电动汽车、并分配相应 的充电桩给各电动汽车。 作为上述方案的优选，还包括步骤S6，即：每辆电动汽车根据接收的充放电命令和 充电桩信息更新充放电计划、并将更新后的充放电计划传输给与其对应的区域代理模块。 作为上述方案的优选，在步骤S1中，电力系统运行调度成本最低时的目标函数为： 6 CN 111598391 A 说 明 书 2/8 页 其中：F1为电力系统运行调度成本；T为调度时段数；Pgen(t)为单位时间t内电力系 统发电量；Y(t)为单位时间t内电力系统旋转备用电量； 和 分别为电动汽车 总充电量和总放电量。 作为上述方案的优选，在步骤S3中，以电力系统等效负荷波动方差和为最小时的 目标函数为： 其中：F2为电力系统等效负荷波动方差和；T为调度时段数；Pload(t)为居民区、商业 区或工业区用电负荷； 和 分别为固定电池的充电功率和放电功率；Pmean为电力 系统等效负荷平均值，其计算方法为： 作为上述方案的优选，在步骤S3中，功率平衡约束为在任意调度时段t内，电动汽 车从电网吸收的功率、充电消耗功率、放电提供功率与背景负荷之间满足实时平衡关系， 即： 式中： pg(t)为供电系统发电机组i在当前单位时间内的发电量； 和 分别为 调度管理区域参与电力辅助服务的所有电动汽车i的充电功率 的总和与放电功率 的总和； 和 分别为调度管理区域参与电力辅助服务的所有固定电池组 i的充电功率vi(t)的总和与放电功率xi(t)的总和。 作为上述方案的优选，供电系统发电机组i在当前单位时间内的发电量满足发电 机组经济调度约束，即发电机g在运行时单位时间内发电量不能低于最低额定发电容量，满 足式： 发电机g在运行时单位时间内发电量不能高于最高额定发电容量，满足式： 发电机g在运行时单位时间内的增加或减少出力需在上行爬坡率和下行爬坡率范 围之内，满足式： 发电机g的旋转备用量不能高于最大在线机组容量，以确保电力系统中某一机组 发生故障停用时系统具备足够备用容量来应对功率缺额，满足式： 7 CN 111598391 A 说 明 书 3/8 页 电力系统中总旋转备用容量不能低于预设的旋转备用量，满足式： 发电机g在运行时单位时间内发电量不能为负值，满足式： 作为上述方案的优选，固定电池的充电功率和放电功率满足固定电池组运行约束 满足，即： 固定电池放电量不能超过当前单位时间内电池剩余电量，满足式： 固定电池充电量不能超过额定容量与当前单位时间内电池剩余电量之差，满足 式： 当前单位时间内固定电池的剩余电量不能超过该电池组的额定容量，满足式： 固定电池充电量和放电量不能为负值，满足式： 式中：qi(t)为当前单位时间内电池组i的剩余电量，qi(t-1)为前一单位时间内电 池组i的剩余电量，vi(t)当前单位时间内电池组i的充电量，xi(t)为前单位时间内电池组i 的放电量，ρi为电池组i的额定容量。 作为上述方案的优选，电动汽车充放电约束为每辆电动汽车电池均受到充电功率 有上限满足下面约束条件： 式中： 为第i辆电动汽车的充电功率， 为第i辆电动汽车的允许最大充 电功率， 为第i辆电动汽车的允许最小充电功率， 为第i辆电动汽车的放电功率 为第i辆电动汽车的允许最大放电功率 为第i辆电动汽车的允许最小放电功 率。 作为上述方案的优选，电池余量约束为： 8 CN 111598391 A 说 明 书 4/8 页 式中：S(t 1)为电动汽车电池在t 1时段的剩余电量，ηC和ηD为电动汽车的充电效 率和放电效率，Sdr(t)为t时段的行驶用电量。 其中电池电量根据用户出行安排应保持在一定范围： 式中：Smin表示满足用户需求的最低电量要求，Smax表示电动汽车允许的最大容量。 作为上述方案的优选，电动汽车的充电功率满足分布式控制算法，具体为： ①初始化充电功率： ②计算控制信号： ③对每一辆响应电动汽车按下式更新迭代充电功率 并将结果反馈至对应 区域代理。 ④更新迭代次数k,使得k＝k 1； ⑤当迭代次数达到预定值或相邻两次迭代误差小于一定值δ,迭代运算终止，否则 重复步骤②-④。 以上式中：i为第i辆电动汽车： 为第i辆电动汽车在t时刻的充电功率，rk (t)为t时刻所广播的控制信号，G′(t)为t时刻的区域代理k接收上层调度计划的负荷需求 量。 本发明还公开了一种电动汽车的调度系统，包括调度中心和若干个区域代理模 块，所述调度中心用于根据每个区域代理模块的反馈结果建立电力运行成本函数、并以电 力系统运行调度成本最低为目标对所述函数进行求解，以获取每个区域代理模块的负荷命 令值、并将每个区域代理模块的负荷命令值传输给每个区域代理模块；每个所述区域代理 模块用于对其管控的电动汽车进行服务邀约，然后根据服务邀约结果、功率平衡约束、电动 汽车充放电约束和电池余量约束，以电力系统等效负荷波动方差和为最小为目标函数对其 接收的负荷命令值进行求解，以获取电动汽车的充放电命令；每个所述区域代理模块还用 于将电动汽车的充放电命令发送给各电动汽车、并分配相应的充电桩给各电动汽车。 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 本发明公开的电动汽车调度方法，其从电动汽车既是电力负荷又是调峰储能设备 的本质出发，通过调度大量的电动汽车参与电力系统的调节过程中，从而平衡电网的波动， 增加社会、电网和车主三方的经济效益。 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。 9 CN 111598391 A 说 明 书 5/8 页
