[发明专利]一种含有换电站的微电网优化运行方法

说明书

本发明提供了一种含有换电站的微电网优化运行方法，所述方法包括：基于电动车辆的出行链，分析使用充换电站车辆的行为序列以及充换电需求，建立充换电需求模型；依据行为数据集建立电池充电规则矩阵与车辆换电需求矩阵，进行车辆与电池的匹配决策；建立换电站经济最优上层模型；以及考虑换电站运营负荷波动会对所在微网产生冲击，建立以负荷波动方差最小为目标的下层模型。本发明可保证换电站运营经济性的同时降低其所在微电网系统的碳排放。

技术领域

本发明涉及电池与车辆优化匹配技术领域，具体地，涉及一种含有换电站的微电网优化运行方法。

背景技术

目前，电动汽车与电网互动运行主要以V2G(vehicle to grid)为主，顾名思义，V2G是指与电网相连接的电动汽车作为一种分布式负荷和电源，可以向电网释放存储在其动力电池内的电能，从而为优化电网运行和安全提供支持。近年来，学术界进行了大量以V2G模式下电动汽车与电网互动的研究。多项发明将电动汽车整体视为可移动的分布式储能单元，从负荷平衡、谐波污染、电网调频、车网通讯这几个角度分别进行了阐述。

而目前也有对B2G(battery to grid)模式的研究，是指以动力电池充换电方式代替整车充电方式，车主在电池电量不足的时候只需更换动力电池即可继续自己的行程，不必在充电地点等待，更换下的动力电池在大型充换电电站进行集中充电，整个过程可以精准控制，大型充换电电站的用电计划可以配合电网实际运行情况有序调整，保障电网安全经济运行，而B2G的焦点就在于电动汽车与其动力电池之间的解耦。

然而电动车辆的运行具有固定的发车时刻表与行驶线路，运行规律性强，但由于天气、线路路况、司机驾驶习惯、载运容量等因素具有不确定性，导致车辆实际运行的行驶时间和耗电量与日前理想条件下的运行存在一定偏差，若对换电站内车辆换电的顺序问题以及充电放任无序进行，会对换电站运营公司和电动车辆公司产生一定的经济损失，只因对其中电池充电和车辆换电规则的规划没有形成统一的匹配策略。

目前的研究中，待充电池的荷电状态通常较低，参数为正态分布，实际上不能提供足够的电量，甚至可能会造成电池的过度放电，缩短电池的寿命，而选择正在充电的电池提供B2G服务，但在实际中电池频繁充放电导致充满所用时间难以预测，可能造成换电站内满电电池数量不足从而影响服务可靠性，同时加大充电计划制定的难度。另外，现有的研究对换电站运行功率情况规划不足，存在峰谷差波动大的现象，对电网冲击较大，容易造成线路老损以及电压突变，存在安全隐患。

发明内容

针对现有图像隐私保护技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可保证换电站运营经济性的同时降低其所在微电网系统的碳排放、实现成本和环境的双层效益的含有换电站的微电网优化运行方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种含有换电站的微电网优化运行方法，所述方法包括以下步骤：

基于电动车辆的出行链，分析使用换电站车辆的行为序列以及充换电需求，建立充换电需求模型；

依据行为数据集建立电池充电规则矩阵与车辆换电需求矩阵，进行车辆与电池的匹配决策；

建立换电站经济最优上层模型；以及

考虑换电站运营负荷波动会对所在微网产生冲击，建立以负荷波动方差最小为目标的下层模型。

可选地，所述建立电动车辆出行链模型公式为：

其中，TC_t为电动车辆t的出行链；为电动车辆t在第i次出行链中的发车地点；为电动车辆t在第i次出行链中的发车时刻；ΔM_t,i为电动车辆t在第i次出行链中的行驶里程；ΔT_t,i为电动车辆t在第i次出行链中的行驶时长；为电动车辆t在第i次出行链中的到站地点；为电动车辆t在第i次出行链中的到站时刻；为电动车辆t在第i次出行链结束后的停车时长。