[发明专利]考虑用户行为的电动汽车光伏充电站优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑用户行为的电动汽车光伏充电站优化调度方法，也就是只有当购电电价高于车载蓄电池放电损耗时，电动汽车才给电网供电。为此，本发明根据实测数据，利用B样条曲线经过初步拟合和局部修正两个步骤分别建立了放电深度和环境温度对蓄电池循环寿命影响的数学模型，并利用放电深度因子和温度因子综合考虑两者对蓄电池循环寿命的影响，从而得到车载蓄电池每次放电行为所对应的放电损耗。在此基础上，以储能系统的出力和与大电网的交互功率为优化变量，系统运行成本最小为优化目标，建立了该系统的日前优化调度模型，并采用自适应遗传优化算法对其进行求解。本发明对延长电动汽车蓄电池的使用寿命和推动可再生能源发展有一定的意义。

技术领域

本发明属于电动汽车光伏充电站技术领域，具体涉及考虑用户行为的电动汽车光伏充电站优化调度方法。

背景技术

随着电动汽车产量的迅速增长，其对应的充电设施规划与建设问题也引起了社会各界的广泛关注。电动汽车光伏充电站作为城市环境下实现可再生能源就地利用的典型方式，能够有效提高可再生能源利用率，降低碳排放量。在国内外多地都已开展了相关的示范工程建设。

电动汽车光伏充电站系统通常由光伏电池组、储能系统、中央控制单元、DC-DC变换器、AC-DC变流器、直流母线和充电桩等部分组成。当电动汽车规模化后，为了充分发挥电动汽车光伏充电站的效益，需根据光伏发电情况和用户充电需求，执行合理的优化运行策略。随着智能量测系统的发展和普及，电动汽车不再单纯的只从大电网购电，而且可以在电价高峰时段对大电网进行售电(Vehicle to grid,V2G)。在电动汽车用户可以与大电网进行双向电能互动的情况下，需要考虑电动汽车蓄电池寿命对用户选择V2G模式的影响。而现有的电动汽车光伏充电站优化调度研究中，电动汽车蓄电池储能寿命损耗模型较为复杂，并且在电动汽车用户V2G行为中对电动汽车蓄电池寿命损耗的影响考虑的不够。

发明内容

本发明针对电动汽车光伏充电站系统的日前优化调度问题，基于蓄电池的实验数据，利用B样条插值函数，建立蓄电池的循环使用寿命模型。在此基础上，提出了考虑V2G模式下电动汽车蓄电池寿命对用户放电行为影响的日前优化调度方法。电动汽车光伏充电站位于居民区，以慢充的方式给电动汽车提供电能。电网电价采用峰谷分时电价，在电价高峰时段电动汽车可以向大电网售电获得收益。具体按照以下步骤实施：

步骤1、由以往的光伏发电数据和天气预报数据预测第二天电动汽车光伏充电站每个时刻的光伏发电功率。

步骤2、根据历史数据的分析，给出每台电动汽车蓄电池初始SOC状态、到达和停泊时间。

步骤3、建立电动汽车蓄电池循环寿命与蓄电池的放电深度和环境温度之间的函数关系式。为了得到蓄电池的循环寿命与蓄电池放电深度和环境温度之间的关系，利用B样条曲线根据实测的实验数据分别对其进行拟合。为了提高曲线拟合的精度，拟合的过程都分为初始拟合和局部修正两个环节。

首先利用B样条曲线拟合蓄电池放电深度与循环寿命之间的关系。由于在众多影响因素中，蓄电池放电深度对循环寿命的影响最大，因此选择三次B样条曲线对其进行拟合和修正。根据实测的实验数据，基于三次B样条对其进行初始拟合，可以得到循环寿命与实时放电深度D之间的函数关系式如(1)所示：

L_Db(D)＝α₀·D⁴+α₁·D³+α₂·D²+α₃D+α₄ (1)

式中，L_Db为初始拟合的受放电深度影响的蓄电池循环寿命，α₀，α₁，α₂，α₃和α₄为对应的系数。