[发明专利]一种交互能源机制下的电动汽车充电站能量管理方法

说明书

一种交互能源机制下的电动汽车充电站能量管理方法本发明属于电力系统优化调度领域，具体涉及一种交互能源机制下的电动汽车充电站能量管理方法。随着分布式可再生能源比例增加以及电动汽车保有量大规模攀升，可再生能源结合电动汽车充电站成为未来发展新趋势。为了更好的发挥充电站为电动汽车提供服务的灵活性，调动其参与电力市场，实现分布式可再生能源的就地消纳，在保证区域变压器不过载的前提下，提高电动汽车充电协调控制经济性。本文基于交互能源机制，构建了含分布式光伏的电动汽车充电站分布式交易框架与模型，以充电站为研究对象，建立以充电站收益最大为目标的日前市场交易模型和管理策略。

技术领域

本发明属于电力系统优化调度领域，具体涉及一种基于交互能源机制的电动汽车充电站能量优化管理方法。

背景技术

随着化石能源难以为继和环境污染的问题日益凸显，我国越来越倡导国民采用绿色出行方式。电动汽车(electic vehicle，EV)作为一种绿色交通工具，具有节能环保的特点；电动汽车的发展是减少对化石燃料的依赖和环境污染的有效途径之一，具备了传统电动汽车不可比拟的优势。在我国由科技部牵头实施了“十牵十辆”计划，推动电动汽车在公共交通工具中的大规模普及。随着未来电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)的大规模接入电网将带来巨大的充电需求，将对电力系统的运行规划带来新的挑战，包括：(1)加重用电高峰时段电网负荷；(2)需要建立更多发电厂提供额外电力，成本昂贵且存在环保问题；(3) 可能导致变压器过载，影响电网安全稳定运行。由于电动汽车蓄电池容量受限，电动汽车车主仍受到电动汽车行驶里程短和充电问题的困扰。值得注意的是，电动汽车充电只有结合可再生能源的电力时才有意义，若仍采用传统化石能源发电方式下获得的电能进行充电，电动汽车成为了二氧化碳的间接排放者。现今，可再生能源的开发技术已经相对成熟，与可再生能源结合的充电站将在未来大规模电动汽车的使用甚至接入电网中发挥关键作用。

目前，国内外学者对电动汽车充电问题的研究主要基于有序充电控制及电动汽车充电站选址、充电电量分配问题。目前，有研究提出微电网电动汽车有序充电策略，采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。而可再生能源的开发和电动汽车的大量使用是未来的发展方向，充电站是实现二者融合的有效途径。有研究构建了可再生能源、电动汽车、电网系统和蓄电池的充电站模型，提出一种非合作博弈的充电调度方法。有研究基于每个充电站的能量管理分配规则，建立一个混合整数线性模型，结合电网和可再生能源的电力消费和生产以及最大化收益的建模，对充电站的所有者进行研究。电动汽车数量的大规模攀升必然带来电动汽车充电站数量的增加，我国目前已经成为世界上建成和运行充电站和充电桩数量最多的国家，若采用大量投资来升级和扩大电网容量的举措，短期难以实现的同时，经济性也较低。可再生能源与充电站的结合已经成为未来发展的新趋势，这一举措延缓了电网大规模投资的迫切性，避免了远距离输电，减少了输电过程中的电能损耗。而充电行为的随机性和不确定性，以上研究中对于电动汽车的统一协调控制将很难适用，可再生能源具有分布式的特点，对比集中控制，交互能源机制具有分布式调度与控制、赋予参与主体经济效益等优点，将更适用于结合可再生能源电动汽车充电站之间的交易。

现有电动汽车充电站主要分为快充、慢充及换电三种充电模式，充电站仅行使着提供充电服务的单一功能，如何更好的发挥充电站为电动汽车提供服务的灵活性，调动其参与电力市场，实现分布式可再生能源的就抵消纳，促进电动汽车低碳化发展，是一个值得研究的问题。

发明内容

本发明以可再生能源结合充电站，应用了分布式交易机制，以充电站为单 位，在充电站之间进行充电功率的交易，以充电站收益最大为目标建立分布式 交易机制模型，利用拉格朗日分解原理和次梯度法进行求解，有效协调充电站 之间的需求，实现在确保总变压器容量不过载，保证配电网安全稳定运行的前 提下，尽可能兼顾区域内各个充电站的电动汽车充电意愿，相较于传统调度方 法来说更好的考虑了用户个体充电意愿。