[发明专利]一种考虑EV车主意愿的多利益主体协调博弈调度方法

权利要求书

1.一种考虑EV车主意愿的多利益主体协调博弈调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：建立EV负荷聚合体充电调度模型：包括EV接入时刻和行驶概率模型、EV集群充电模型和EV车主意愿概率函数模型；

步骤S2：根据所建立的EV负荷聚合体充电调度模型及分布式电源调度模型，建立配电网及下级EV负荷聚合体和分布式电源利益主体的主从非合作博弈模型，用以进行日前优化调度；

步骤S3：在日前优化确定的分时电价及各主体基础策略下，进行基于各下级DG及EV负荷聚合体主体的对等合作博弈的日内实时优化调度；

所述步骤S1的具体内容为：

令电动汽车开始充电时刻为最后一次出行的返回时刻；统计实际数据，采用极大似然估计方法将车辆开始充电时刻和日行驶里程近似拟合得到如下正态分布和对数正态分布；

其EV开始充电时刻的正态分布如下：

式中：μ_S＝17.6；σ_S＝3.4；

EV日行驶里程满足如下对数正态分布:

式中：μ_D＝3.20；σ_D＝0.88；

将调度周期均分为T个时段，令EV在每个优化调度时段充电功率恒定，且充电桩要保证各EV在离开时段充满；记分别为第i辆EV的接入、离开时段，d_i为第i辆EV的充电需求；得到单辆EV充电模型如下：

式中，S_i为第i辆EV的日行驶里程，km；W₁₀₀为每百公里耗电量kW.h/km；η为EV充电效率；为第i辆EV在t时段的充电量；为每时段第i辆EV的最大充电量；

单EV调度模型的全天变量数为其中代表时段t在充电桩充电的EV数量；将同一时段接入或接出的EV归类建立了EV的集群调度模型；

对于代表每时段充电桩的集群充电量，如果都满足如下不等式：

则找到一组满足式(3)单辆EV约束的用以进行合理的功率分配；即不等式约束(4)保证了满足式(3)的EV功率分配策略的存在性；

定义两种充电模式：模式一：充电桩直接以最大功率将EV充满；模式二：充电桩对EV进行充电调度，并保证EV在K个时段内充满，同时给与车主一定的充电折扣；根据韦伯-费希纳定律：

s＝k ln(I)+s₀ (5)

式中，s为人体反应量；I为客观刺激量；k为韦伯系数；s₀为刺激常数；考虑充电折扣与充电需求，令客观刺激量如式(6)所示:

式中，为EVA的充电折扣；t_f为EV充电需要的最短时间等价于充电需求；a、k为刺激量参数；

基于客观刺激量表达式及W-F定理，建立如下EV车主意愿概率函数模型：

式中，P(I)为EV车主在客观刺激量I下拒绝参与调度的概率；I₀为最小可觉差，当刺激量小于此值时，EV车主拒绝接受调度；I_z表示最大刺激量，大于此刺激量下，车主愿意接受调度；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：建立配电网调度模型，以最小化电压偏差及网损作为配电网的目标函数：

式(8)中，T为优化时段；为t时段网损；k为权重系数；n为配电网节点数；u_i.t为t时刻节点i的电压标幺值；u_n为基准电压，取1；

配电网约束包括潮流约束及电压偏差约束：

式(9)中，P_in,i、Q_in,i分别为各节点注入的净有功、无功功率；U_i为节点i的电压标幺值，θ_ij为节点i、j的电压相角差；G_ij、B_ij为确定的网络参数；分别为节点i电压的上下限约束；

步骤S22：在EV集群调度模型的基础上建立EVA调度模型，其目标函数是自身成本的最小化：

式中，C_WX为无序充电部分的EV充电成本；C_Z为接受调度的EV充电成本；

为充电折扣成本；

式中，为时段t的售电电价；为t时段无序充电的EV数；为EV的最大充电功率；为EVA在时段t的接受调度EV的集群总功率；为在时段t开始接入充电桩的EV集合；为时段t的充电折扣；p_EV为充电桩固定售电电价；

EVA在包含集群调度约束的同时，还包括集群充电桩最大充电功率限制约束：

其中，分别为时段t充电EV的集群充电总功率和充电桩的功率上限；

步骤S23：考虑可控分布式电源参与日前调度博弈，可控DG包括微型燃气轮机和柴油发电机；

微型燃气轮机及柴油发电机以运行成本最小化为目标函数：

式中，C_DG.M、C_DG.C分别为燃气轮机及柴油机的运行成本；分别为燃气轮机和柴油机的发电成本；分别为燃气轮机的有功出力和柴油机的有功出力；分别为燃气轮机的无功出力和柴油机的无功出力；分别为燃气轮机的无功出力维护成本和柴油机的无功出力维护成本，有功出力成本已合并入燃料成本；为配电网的购电价格；C_MP为燃气轮机燃料价格；η_M为转换效率；a、b、c为燃料成本系数；

可控DG约束为爬坡约束及功率上下限约束：

式中，可控DG的出力上下限；分别为t-1、t时段可控DG的有功出力；

步骤S24：基于主从非合作博弈的日前调度模型求解：

在优化求解模型式(10)、(13)中，下级利益主体通过上级配电网下发确定的分时售电、购电电价来求解自身最优策略：

上级配电网通过制定分时售电、购电电价以引导下级利益主体进行主动调度以降低自身目标函数，表示为：

上述主从博弈求解模型(15)～(16)是一个双层规划求解问题，上层配电网求解最优电价策略，下层利益主体求解最优电价策略下的经济调度策略；

步骤S25：采用多种群遗传算法对上层最优电价策略进行搜索，以电价策略作为种群个体，通过遗传操作获取配电网最优电价策略，同时对不同下级利益主体内嵌遗传算法或规划算法求解下级调度策略。