[发明专利]储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型与求解算法

说明书

本发明公开了一种储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化方法，特征在于包括初始化、建立储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型、基于原始‑对偶分解的分布式能量联合优化求解等步骤。建立储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型包括最大化效益函数的目标函数，及储能式充电桩充放电量约束、容量约束、需求响应电量约束等约束条件。基于原始‑对偶分解的分布式能量联合优化求解包括构建拉格朗日函数、构建拉格朗日对偶函数、应用KKT条件和基于原始‑对偶分解更新迭代算子等步骤。本发明提出的方法可引导储能式充电桩运营商根据电力价格实时变化信号，调节用电量，并改善电量的资源效率，实现社会福利最大化，提高储能式充电桩的经济性，充分发挥储能式充电桩在电网中参与需求侧响应的优势。

技术领域

本发明属于充电设施运行优化领域，涉及一种储能式充电桩结合实时电价激励参与需求侧服务，并综合考虑储能系统性能表现对需求侧管理补偿的影响，建立的储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化方法。

背景技术

近年来，我国电动汽车快速发展。发展电动汽车需投入建设包括充电桩在内的配套充电基础设施，因此大力推进电动汽车充电基础设施建设，是加快电动汽车推广应用的紧迫任务。在充电桩及其附近配套安装移动/分布式储能系统，能够缓解电动汽车随机式充电方式给电网带来的冲击，储能式充电桩系统将在未来充电桩设计中发挥重要作用。

针对储能系统和充电桩配合的优化运行问题，现有研究主要关注如何利用储能系统降低电动汽车充电波动。然而，随着大量电动汽车在没有调节和控制的情况下接入电网，可能导致配电网负荷曲线出现峰峰叠加，导致峰谷差进一步扩大，线路变压器负荷风险加大，充电谐波抑制的研究对储能式充电桩与电网优化运行的作用和经济性均不够显著。

目前，储能系统的成本较高，充放一体式储能充电桩单独进行价格套利的方式难以收回对储能的投资成本。而储能式充电桩参与电网需求侧响应服务既可以发挥储能系统功率快速调节的优势，又能够获得可观的收益，同时，通过有序充放电的管理也能够降低对储能系统的经济性花销。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种储能式充电桩结合实时电价激励参与需求侧服务，并综合考虑储能系统性能表现对需求侧管理补偿的影响，建立的储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化方法。

本发明公开的一种储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)：初始化

步骤(2)：建立储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型

步骤(2-1)：按下式确定目标函数：

表示：储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型以最大化效益函数为目标。

步骤(2-2)：确定约束条件

步骤(3)：采用基于原始-对偶分解的分布式能量联合优化求解算法求解储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化模型

更进一步地，所述步骤(1)包括：

a)导入储能式充电桩参数：导入储能容量、最大充放电功率、初始荷电状态等参数。

b)导入电网需求侧响应激励电价信息：导入电网进行需求侧响应激励的相关激励因子与电价信息。

更进一步地，所述步骤(2-1)目标函数中，储能式充电桩效益函数由加权的需求侧相应收益和储能式充电桩经济型消耗组成。储能式充电桩运营商根据电网运营商需求响应电价的变化，确定储能式充电桩参与电网需求响应的电力调度和储能式充电桩充放电调度如下式所示：