[发明专利]一种电-交通耦合网络动态平衡求解方法

说明书

本发明公开了一种电‑交通耦合网络动态平衡运行求解方法，包括以下步骤：建立动态交通最优分布模型；建立实时配电网最优潮流模型；建立动态电‑交通耦合系统模型；利用动态响应方法分析耦合网络，分别采用蚁群算法和非线性原对偶内点算法确定交通网的最优流量分配和配电网的最优边际电价。本发明可应用于综合能源系统中电‑交通互联系统优化配置技术领域，使交通网中用户出行成本和配电网中运行成本同时达到最小，整个系统运行达到一个动态平衡。

技术领域

本发明涉及综合能源系统中电-交通互联系统优化配置技术领域，尤其涉及一种电-交通耦合网络动态平衡运行求解方法。

背景技术

近年来，由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题，在第二次工业革命中奠定的基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结，而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术，促进多种复杂网络系统的相互融合，实现改变能源利用模式，推动经济与社会可持续发展的目的。

交通行业是除发电行业之外的又一化石能源消耗大户。近年来，以电动汽车为纽带的电力系统与交通系统的耦合程度不断加深。可以预见，电气化交通系统尤其是电动汽车将成为能源互联网的重要组成部分。

首先，用户对于充电地点和时间的选择会显著影响电力系统负荷的时空分布，将这种影响计入到数学模型之中，就可能达到改变电力系统的潮流分布、改善系统运行的安全性和经济性的目的。其次，采用不同的充放电控制策略自然会影响车主对充电地点和时间的选择，从而间接影响交通网络的流量。

发明内容

本发明目的在于提供一种对两个系统的运行进行协调控制、同时提高两者的运行性能的电-交通耦合网络动态平衡求解方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法的步骤如下：

步骤1，建立动态交通最优分布模型；

步骤2，建立实时配电网最优潮流模型；

步骤3，建立动态电-交通耦合系统模型；

步骤4，利用动态响应方法分析耦合网络，分别采用蚁群算法和非线性原对偶内点算法确定交通网的最优流量分配和配电网的最优边际电价。

进一步的，步骤1中，建立动态交通最优分布模型，具体过程如下：

所述模型为动态交通用户最优模型，即在交通路网的任一时刻，每一组从起始点到目的地(Origin-Destination pair,简称OD对)之间被选择的路径的瞬时阻抗相等且等于最小的瞬时路经阻抗，而未被选择的路径上的阻抗大于或等于最小的瞬时路经阻抗；

1-1阻抗的定义

(1)阻抗：道路上的阻抗包含多项内容，如出行时间、成本、安全和舒适度等，通常主要计算的是时间，以时间作为计量标准。阻抗是时间的函数。；

(2)瞬时阻抗：在t时刻车辆通过道路所需要的时间，它与前一时刻的车流量有关，而与后一时刻的车流量无关，因此又称其为反应阻抗，记为c_a(t)；

(3)实际阻抗：t时刻进入道路的车辆在该道路上行驶实际花费的时间，因此实际阻抗只有等车辆走过道路才能算出，它与后来的车流量有关，记为τ_a(t)。

1-2交通网的约束条件

(1)基本约束

假设初始时刻网络上的交通流量为零：

式中，为初始时刻道路a上的流量；

(2)非负约束