[发明专利]一种基于电动汽车快充需求的智慧充电站充电优化方法

权利要求书

1.一种基于电动汽车快充需求的智慧充电站充电优化方法，其特征在于，包括：

S1：根据智慧充电站综合负荷信息以及车流量信息调整智慧充电站服务价格；

S2：计算电动汽车充电时间成本，根据智慧充电站服务价格计算电动汽车充电经济成本，以汽车充电时间成本和电动汽车充电经济成本为目标构建电动汽车综合路径规划模型，其中，电动汽车综合路径规划模型用于在电动汽车在产生快充需求时，为电动汽车用户选择对应的智慧充电站进行充电；

S3：基于电动汽车综合路径规划模型决策所带来的快充负荷以及车流量，以智慧充电站经济收益、电网安全性目标、路网利用率目标为综合目标，建立智慧充电站优化模型，通过智慧充电站优化模型调度智慧充电站内储能设备，得到充电调度结果；

其中，S2具体包括：

S2.1：计算电动汽车充电时间成本，其中，电动汽车充电总时间包括电动汽车行驶时间、电动汽车等待时间以及电动汽车充电时间，

1)电动汽车行驶时间表示为：

其中，T_dr为电动汽车从起始点到达智慧充电站的行驶时间；U为电动汽车到达智慧充电站的一条可行路径；T_ij为路段ij行驶时间；i、j为路网中的节点；

2)电动汽车等待时间：

其中，T_w为电动汽车充电等待时间；n_w为前方等待队列中的车辆数；n_c为正在使用充电桩进行充电的车辆数；n_p为智慧充电站内充电桩的总个数；T_l,h为第l批次正在充电的第h辆车剩余充电时间，h＝1,2…,n_c；

3)电动汽车充电时间：

其中，T_ch为电动汽车充电时间；P_ch为充电桩充电功率；SOC_max为电池最大荷电状态；SOC_w为车辆提示时充电荷电状态；C为电池容量；EC_dr为电动汽车前往智慧充电站路径能耗；e_t为电动汽车维持车内恒温的非动力功率；

S2.2：根据智慧充电站服务价格计算电动汽车充电经济成本，其中，电动汽车充电经济成本包括电动汽车初始充电经济成本，电动汽车前往智慧充电站路径动力能耗成本及以电动汽车前往智慧充电站非动力能耗成本；

1)电动汽车初始充电经济成本：

t_c＝t₀+T_dr+T_w

其中，C_in为电动汽车初始充电经济成本，即从车辆提示充电到充满电量的经济成本；t₀为电动汽车充电需求产生时刻，即车辆提示充电时刻；t_c为用户充电时刻；为t_c所处时段的智慧充电站k服务价格；

2)电动汽车前往智慧充电站路径动力能耗成本：

其中，C_pc为电动汽车前往智慧充电站路径中动力能耗成本；EC_ij为电动汽车在路段ij行驶能耗；

3)电动汽车前往智慧充电站非动力能耗成本：

其中，C_npc为电动汽车前往智慧充电站非动力能耗成本；Δt为电动汽车前往智慧充电站的时段长度；

S2.3：以汽车充电时间成本和电动汽车充电经济成本为目标构建电动汽车综合路径规划模型，表示为：

C_sy＝min{(C_in+C_pc+C_npc)+λ·(T_dr+T_w+T_ch)}

其中，C_sy为电动汽车充电综合成本；λ为时间成本折算系数；

S3具体包括：

S3.1：构建智慧充电站优化模型目标函数，

1)智慧充电站经济性目标：智慧充电站收益最大化；

其中，F₁为智慧充电站k的收益；为智慧充电站快充负荷；为智慧充电站向电网购售电功率，即联络线功率，则智慧充电站向电网购电，则智慧充电站向电网售电；C_grid(t)为t时段电网购售电价格；为智慧充电站k的储能成本；K_ES为储能装置充放电成本系数；分别为t时段储能装置充放电功率；η_c、η_d分别为储能装置充放电效率，Δt'为充放电过程中的单位时段长度；

2)电网安全性目标：联络线功率波动最小；

其中，F₂为智慧充电站k的联络线功率波动；

3)路网利用率目标：节点总体不平衡率最小；

其中，F₃为智慧充电站k路网节点总体不平衡率；

根据智慧充电站经济性目标、电网安全性目标以及路网利用率目标，构建智慧充电站目标函数：

式中：F为智慧充电站k的综合效益；分别为电网安全性目标最大最小值；F₃^max、F₃^min分别为电网利用率目标最大最小值；c₁、c₂为目标效益转换系数；

S3.2：构建智慧充电站优化模型约束条件，其中，智慧充电站优化模型约束条件包括：

1)快速充电功率平衡约束：

其中，为智慧充电站储能装置功率，则储能装置放电，则储能装置充电；

2)智慧充电站联络线功率约束，各智慧充电站节点联络线功率必须在一定范围内；

其中，分别是智慧充电站k所在电网节点的最小及最大功率；

3)智慧充电站充电服务费上下限约束：

其中，C_max、C_min分别为智慧充电站服务价格上下限；

4)储能装置功率与能量约束：

S_min≤S_k(t)≤S_max

其中，S_max、S_min分别为储能装置荷电状态上下限；S_k(t)为智慧充电站k在t时段储能装置荷电状态；分别为储能装置充放电功率最大值。