[发明专利]一种峰谷分时电价引导下的电动汽车充电负荷预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网负荷预测技术领域，具体是一种峰谷分时电价引导下的电动汽车充电负荷预测方法。

背景技术

在能源短缺、环境污染严重、全球气候变化的背景下，电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机、促进人类与环境的和谐发展等方面具有传统汽车不可比拟的优势，目前已成为各国政府、汽车制造商、能源企业关注的焦点。电动汽车充电负荷预测作为分析电动汽车对电网影响的基础，对电力系统规划以及运行具有重要意义。

峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、低谷等时段，对各时段分别制定不同的电价水平，以鼓励电动汽车充电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率。

目前国内外尚未有已发表文献及专利，提出峰谷分时电价引导下的电动汽车充电负荷预测方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种峰谷分时电价引导下的电动汽车充电负荷预测方法，能准确反映充电用户用电需求变化与峰谷分时电价变化之间的数学规律，解决峰谷分时电价政策下电动汽车负荷预测不准的问题。

本发明采用以下方案实现：一种峰谷分时电价引导下的电动汽车充电负荷预测方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：建立电动汽车的充电负荷模型；

步骤S2：采用蒙特卡洛仿真方法模拟日充电负荷曲线；

步骤S3：建立电量电价弹性矩阵；

步骤S4：计算基于峰谷分时电价的日充电负荷曲线。

进一步地，所述步骤S1具体为：

建立含初始SOC、初始充电时间F₀的各类电动汽车充电负荷模型，方程为：

定义E₀为电动汽车的初始SOC，则E₀满足概率密度函数的一般方程：

定义F₀为电动汽车的初始充电时间，则F₀满足概率密度函数的一般方程：

其中，SOC为电池的荷电状态，F₀为电池的起始充电时间，R为充满电后的电动汽车行驶里程，μ₁为电动汽车初始SOC的数学期望，μ₂为电动汽车初始充电时间的数学期望，σ₁为电动汽车初始SOC的标准差，σ₂为电动汽车初始充电时间的标准差。

进一步地，所述步骤S2具体为：采用计算机程序的蒙特卡洛仿真方法，分别对各类电动汽车车型的起始SOC、初始充电时间进行抽样，最终得到日充电负荷P₀。

进一步地，步骤S3具体为：建立基于峰谷分时电价的电量电价弹性矩阵M：

其中，M为基于峰谷分时电价的电量电价弹性矩阵，下标p、v分别表示一日负荷中峰、谷2个时段，矩阵各元素分别对应各时段的自弹性系数和交叉弹性系数；M(i,i)为自弹性系数，表示时段i电价变化率与由其所引起的时段i电量变化率的比值；M(i,j)为交叉弹性系数，表示时段j电价变化率与由其所引起的时段i电量变化率的比值；P_i、P_j和ΔP_i、ΔP_j分别为时段i、j的用电量及其改变量；c_i、c_j和Δc_i、Δc_j分别为时段i、j的电价及其改变量；

进一步地，在峰谷时段，用户用电负荷P_p和P_v与峰谷电价c_p和c_v的关系如下

P_p＝-k_p·c_p+b_p(6)

P_v＝-k_v·c_v+b_v(7)

其中，k_p，b_p，k_v，b_v是线性关系参数；

进一步地，所述步骤S4具体为：计算基于峰谷分时电价的日充电负荷，方程为：