[发明专利]一种基于最小化电能质量模型的电动汽车充电站动态定价方法

权利要求书

1.一种基于最小化电能质量模型的电动汽车充电站动态定价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据充电站历史运营数据，获得具有充电需求的电动汽车在某区域中的概率分布，随机生成符合特定概率分布的电动汽车充电开始时间cstartT、充电时长cT以及充电电量cSOC；

步骤2、根据电动汽车距离充电站距离、充电电量cSOC以及充电站的服务费定价构成电动汽车用户对于充电站选择的综合成本，建立电动汽车在时间段t内充电去向的M+2种可选项，M表示充电站集合数量，分别为选择充电网络内的充电站进行充电、离开目前充电网络以及等待下一个时间段再进行充电，其选择意愿可表示为：

其中，下标t均表示在时间段t内，w_ij，t表示t时间段内电动汽车i到充电站j充电的意愿，w_out，t表示t时间段内电动汽车i离开规划定价充电网络去其他充电站进行充电的意愿，w_waiti，t表示t时间段内电动汽车等待在下一时间段进行充电的意愿，

在规划定价充电网络内，电动汽车选择充电站的意愿与到各个充电站的综合成本成反比：

其中，cost_ij，t表示电动汽车i到充电站j充电的综合成本，w_outi，t与w_waiti，t服从均匀分布，可根据假设设定分布参数；

步骤3、根据步骤2中电动汽车在时间段t内充电去向的M+2种可选项，选择意愿最大的可选项去充电：

其中，N表示电动汽车集合，M表示充电站集合，T_i，t表示选择可选项时的最大意愿值大小，S_i，t表示电动汽车i选择的可选项编号，S_i，c，t为由S_i，t转化而来的二进制形式，其主要表示在可选项编号内，该编号是否对应最大意愿值，如是，则将该值取1；

步骤4、根据步骤3中电动汽车在时间段t内选择的可选项，由于充电站有容量限制，并不是所有到达充电站的电动汽车都能够直接进行充电，充电站容量约束可表示为：

其中，fc_j，t表示充电站j可用充电桩数量，uc_j，t表示t时间内充电站j正在使用充电桩数量，表示充电站j充电桩总数；

步骤5、根据步骤4中充电站容量约束，假设在充电站还有可用充电桩的情况下，将充电站附近的电动汽车代入步骤4的算法，离充电站较近的电动汽车将在该充电站进行充电，并将其最大意愿值取1，离站较远且第一意愿为该站的电动汽车去到该站的充电意愿应置零，并且面临充电站阻塞的情况，这部分电动汽车将进行转移或等待，回到步骤4，进行再次计算剩下的可选项意愿；

步骤6、通过迭代可得到各个充电站最终将对哪些电动汽车提供充电服务，此时各个充电站负荷可表示为：

步骤7、根据步骤6中充电站电动负荷，确定配电网中接入的电动汽车负载；根据配电网潮流模型，得到各个时间段的配电网网损P_Loss，t以及各节点电压偏移V_D，t：

其中，N_d表示配电网节点集合，P_SUBt表示配电网注入功率，P_Dk，t、Q_Dk，t表示配电网节点k基础有功和无功负载，P_i，t、Q_i，t表示电动汽车i充电有功和无功功率，V_k，t表示配电网节点k的电压，V₀表示配电网节点k的标准电压，G_kh，t和B_kh，t表示配电网节点k与节点h之间的电导和电纳，θ_kh，t表示配电网节点k与节点h之间的电压相角偏差；

步骤8、以各节点功率负载上限、配电网潮流平衡、电动汽车充电去向可选项选择归路、充电站容量、服务费设定价格区间为约束条件，以各充电站服务费价格为优化变量，配电网网损和电压平均偏移为目标函数，搭建最小化电能质量影响模型，进行区域内各个充电站的服务费最优定价，其中最小化电能质量影响优化模型为：

其中，α为多目标优化中的权重系数，表示充电站j在时间段t内能够服务的电动汽车上限，表示配电网节点k在时间段t内能够承受的有功功率上限；此处目标函数意义为最小化配电网网损以及电压偏移，其中的优化变量为price。