[发明专利]滚动时域中电动汽车接入不确定性的充电负荷处理方法

权利要求书

1.滚动时域中电动汽车接入不确定性的充电负荷处理方法，其特征在于，适用于具有滚动时域的有序充电管理策略，以下简称策略，其特征在于，包括如下步骤：

S1、变量与定义

S1.1、策略相关变量定义：

将策略的采样间隔记为Δt，单位为min，预测时域记为[t,t+N·Δt)，其中，N∈Z₊，预测时域长度段即为N，并假设同一Δt内充电桩的充电功率不变；将电动汽车充电负荷分为可控型与不可控型，其中，可控型的充电负荷定义为：在[t,t+N·Δt)内，充电过程可以中断，但不影响电动汽车车主预期离开时刻充电需求的满足；不可控型的充电负荷定义为：在[t,t+N·Δt)内，充电过程不可延时，否则电动汽车车主预期离开时刻的充电需求将无法获得满足；记t时刻接入可控型和不可控型充电负荷的充电桩总台数分别为R_t和U_t；策略管理的充电桩总台数记为I，编号为i＝1,2,…,I，恒满足I＝R_t+U_t；

S1.2、充电行为相关变量定义：

第i台充电桩额定充电功率P_i，单位为kW，第i台充电桩接入电动汽车状态与否的二元变量C_i,t，其中，0表示t时刻无电动汽车接入，1表示t时刻有电动汽车接入，当t时刻第i台充电桩上有电动汽车接入时，进一步采集所接电动汽车当前电池蓄能状态SOE_i,t，单位为kWh，车主设置的预期离开时刻T_i,set,t及离开时电池蓄能状态期望SOE_i,set,t，单位为kWh，则从t时刻到预期离开时刻电动汽车接入该充电桩的时域长度段为电池蓄能状态尚未达到设定期望值的电动汽车从t时刻起所需的累计充电时长为累计所需充电时域长度段为其中，表示为向上取整数的函数；车主设置时自动提示要求SOE_i,set,t不得超过预计停留时间段数内能充入的最大电量，即N_i,c,t≥N_i,set,t，否则会发生即使一直保持充电状态、离开时电池蓄能状态期望仍然无法获得满足的情况；定义X_i,t+k为标记第i台充电桩在[t+k·Δt,t+(k+1)·Δt]时段内是否发生充电行为的二元变量，其中k的取值范围为大于等于0且小于等于N，0表示充电功率为零，1表示充电功率大于零，第i台充电桩在[t,t+N·Δt]内的充电负荷序列表示为

S1.3、鲁棒性虚拟负荷解释：

除当前时段内的滚动时域其他时段中，针对充电桩可能处于全部或部分时段内无电动汽车接入的情景具体包括：在t时刻已有电动汽车接入，但该电动汽车将在(t+M)·Δt时刻前离开，M＜N，导致滚动时域内出现电动汽车接入状态的缺失，而[(t+M)·Δt,t+N·Δt)时段内的充电负荷难以准确预测，设计填补一种具有鲁棒性的虚拟充电负荷，即在缺失相应充电信息的时段，假设该充电桩接入了一个不可控的充电负荷，以避免做出不确定性较强的预测；

步骤S2、采集与处理：

步骤S2.1：当前t时刻，每个充电桩采集步骤S1.2中要求的变量；

步骤S2.2：按照以下条件判断每个充电桩充电负荷所在的情景，以第i台充电桩为例：

情景A，C_i,t＝0：将该充电桩所接的充电负荷计入不可控型，[t+Δt,t+N·Δt]时段内缺失的充电需求用替换为有鲁棒性的虚拟电动汽车负荷、表示为1，不可控充电负荷序列记为D_i＝P_iΔt×[0，1，...，1]，即在预测时域的[t,t+Δt)，[t+Δt,t+2·Δt),…,[t+(N-1)·Δt,t+N·Δt)等时段内的充电功率依次为0,P_i,…,P_i；

情景B，C_i,t＝1且SOE_i,t＝SOE_i,set,t且N_i,set,t＜N：将该台充电桩所接的充电负荷计入不可控型，[t+N_i,set,t·Δt,t+N·Δt]区间内未知充电需求替换为具有鲁棒性的虚拟电动汽车负荷，不可控充电负荷序列为D_i＝P_iΔt×[0，...，0，1，...，1]；

情景C，C_i,t＝1且SOE_i,t＝SOE_i,set,t且N_i,set,t≥N：将该台充电桩所接的充电负荷计入不可控型，预测时域内的充电负荷全部已知、恒为零，不可控充电负荷序列为D_i＝P_iΔt×[0，...，0]；

情景D，C_i,t＝1且SOE_i,t＜SOE_i,set,t且N_i,c,t≥N：将该台充电桩所接的充电负荷计入不可控型，在预测时域区间内的充电负荷全部已知、恒大于零，不可控充电负荷序列记为D_i＝P_iΔt×[1，...，1]；

情景E，C_i,t＝1且SOE_i,t＜SOE_i,set,t且N_i,c,t＜N_i,set,t＜N：将该台充电桩所接的充电负荷计入可控型，[t,t+N_i,c,t·Δt]区间内原始充电负荷已知、恒大于零，[t+N_i,c,t+1,t+N_i,set,t)区间内原始充电负荷已知、恒为零，[t+(N_i,set,t+1)·Δt,t+N·Δt]区间内未知充电需求替换为具有鲁棒性的虚拟电动汽车负荷、恒大于零，可控充电负荷序列记为D_i＝P_iΔt×[1，...，1，0，...，0，1，...，1]；

情景F，C_i,t＝1且SOE_i,t＜SOE_i,set,t且N_i,c,t＜N≤N_i,set,t：将该台充电桩所接的充电负荷计入可控型，[t,t+N_i,c,t·Δt)区间内原始充电负荷已知、恒大于零，[t+N_i,c,t·Δt,t+N·Δt]区间内原始充电负荷已知、恒为零，可控充电负荷序列记为D_i＝P_iΔt×[1，...，1，0，...，0]；

步骤S3：根据步:S2，策略获得所有I台充电桩在[t,t+N·Δt]区间内的充电负荷序列信息，包括是否可控及充电负荷序列，其中：不可控型的充电负荷为符合情景A-D的充电桩充电负荷序列；可控型的充电负荷为符合情景E、F的充电桩充电负荷序列，并在策略目标函数中加入各可控型充电负荷的约束条件：以保证该可控型充电负荷在预测时域结束时需要的充电需求能得到满足，其中，r为可控型充电负荷所在充电桩的编号，r＝1,2,…,R_t；

步骤S4：输出策略目标函数计算后得到的可控性充电负荷受控后的[t,t+N·Δt]区间内充电负荷序列，且根据滚动时域控制原理，仅执行t时刻各充电桩充电与否的指令；

步骤S5：t+1时刻，重复步骤:S2。