[发明专利]面向楼宇负荷聚合商的电动汽车充放电方法及装置

权利要求书

1.一种面向楼宇负荷聚合商的电动汽车典型日充放电方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、获取分布式电源、楼宇负荷、电动汽车相关参数；

步骤2、获取分布式电源出力、楼宇负荷典型日内各时段数据，获取电动汽车出行数据；

步骤3、对分布式电源和楼宇负荷曲线按截线面积法从最大峰谷差开始进行削峰填谷，并判断是否符合约束条件，若符合，则得出最小峰谷差下的楼宇电动汽车总充放电功率安排；若不符合，则用截线面积法重新削峰填谷；

步骤4、在电动汽车参与楼宇互动的时段内，以负荷聚合商支付费用最小为目标函数进行优化，并调用CPLEX求解电动汽车参与楼宇互动时段楼宇内具体充放电车辆配置；

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)建立外层优化模型目标函数：楼宇等效曲线整体峰谷差最小是衡量削峰填谷能力的重要指标，设立如下目标函数：

式中，P_load表示楼宇基础负荷功率曲线；P_DG表示楼宇分布式电源出力曲线；P_EV表示接入楼宇的电动汽车充放电功率曲线；

(2)约束条件：

①同一时刻功率平衡约束：

P_load(t)＝P_DG(t)+P_EV(t)+P_grid(t)

式中P_grid(t)表示t时刻表示电网与楼宇间传输功率；

②分布式电源出力约束：

式中P_DGmax为分布式电源接入楼宇后的最大出力；为方便后续主要问题的分析，这里假定分布式电源与楼宇没有无功功率交换的运行情况，因此Q_DG为0；

③电动汽车电池约束：

SOC_i(t+1)＝(SOC_i(t)-P_EV,i(t)Δt)/E

SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max

SOC_i(t_end)≤SOC_i(t)≤SOC_max

上式中，SOC_min、SOC_max分别是电动汽车电池荷电状态SOC的下限和上限；SOC_i(t)表示第i辆电动汽车t时刻的SOC；P_EV,i(t)表示第i辆电动汽车t时刻的充放电功率；SOC_i(t_end)表示第i辆电动汽车充电结束时的最低SOC；E表示电动汽车的电池容量；

(3)采用截线面积法确定削峰填谷方案，使得楼宇负荷曲线峰谷差率最小：考虑楼宇内最后一辆电动汽车到达至最先一辆电动汽车离开的时段为研究对象，其余时段所停电动汽车均保持闲置状态；

在此时段内，对包含楼宇负荷与相应分布式电源出力的等效负荷曲线，取与时间轴平行的水平线p＝p_D从曲线最高点p_max开始下移，其将等效曲线负荷分为上下两部分，此条线上部的负荷即为要削去的负荷，对应此部分面积即为需要电动汽车群放电的能量E_D：

式中，P是楼宇等效负荷曲线，t_start是该楼宇内最后一辆电动汽车到达时间，t_end是该楼宇内第一辆电动汽车离开时间；

同理，取与时间轴平行的水平线p＝p_C从曲线最低点p_min开始下移，此条线下部的负荷即为要填补的负荷，对应此部分面积即为需要电动汽车群放电的能量E_C：

削峰填谷后等效负荷曲线的峰谷差优化目标可以简化为：

同时电动汽车自身的充电需求仍旧是需要满足的，因此填谷的能量应比削峰的能量多，多的部分能量就是充入电池中的，我们用下式表示：

ΔE＝E_C-E_D＝N*(SOC_avg,end-SOC_avg,start)

式中，N为楼宇内电动汽车总数量，SOC_avg，start为楼宇内电动汽车到达时平均剩余SOC，SOC_avg，end为楼宇内电动汽车离开时平均剩余SOC。