大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法及系统与流程

1.本发明涉及配电网经济调度技术领域，特别是涉及大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法及系统。


背景技术：

2.光伏作为一种可再生、绿色环保的可再生能源，其发电技术是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。但是，光伏出力具有随机性、间歇性等特点，大规模光伏的接入会对电力系统运行的安全性和稳定性造成影响，而且并入电网会造成一定的弃光现象。电动汽车作为可调度的灵活性资源，制定合理充放电策略可以供电区域的峰谷负荷差率，增强系统在大规模光伏接入下的新能源消纳能力。现有电动汽车充放电策略评估方法大多从单方面角度来评估电动车充放电策略的优劣。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法及系统，从平稳性、经济性、环保型三个方面对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析，使电动汽车充放电策略评估更加全面，提高了电动汽车充放电策略评估的准确性。
4.为实现上述目的，本发明提供的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法及系统，包括以下步骤：步骤1）获取分时电价曲线，计算电动汽车充放电成本，作为经济性评估指标；步骤2）获取各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析，计算系统运行成本，作为经济性评估指标；步骤3）计算净负荷波动率和弃光伏比例，分别作为平稳性评估指标和低碳评估指标，并根据经济性评估指标、平稳性评估指标、低碳评估指标，对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析；步骤4）采用层次分析法确定各个指标权重，并利用模糊综合评价方法对充放电策略评估结果进行综合评价；步骤5）根据最终模糊综合评判结果，确定电动汽车充放电策略。
5.进一步地，所述步骤1）进一步包括：根据分时电价曲线，安排电动汽车在电价较小的时段进行充电，在电价较大的时段进行放电，使得总体充放电成本之和最小；(1)式中(2)(3)、、(4)
式中，为优化时段数；为电动汽车总数；分别为时段t的充电电价和放电电价；为电动汽车i时段t充电功率，为电动汽车i时段t放电功率，为电动汽车最大充电功率；为电动汽车i最大放电电功率；为0或者1，时，表示不充电，时，表示处于充电态；为0或者1，时，表示不放电，时，表示处于放电态，是互斥关系。
6.进一步地，所述步骤2）进一步包括：根据各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析，以发电能耗成本和启停成本最小为目标。
7.进一步地，所述步骤2）进一步包括：(5)其中(6)(7)(8)式中，为发电成本；为启停成本；t为调度周期；为参与模拟的火电机组总数；均为火电机组i的成本系数；为时段t火电机组i的出力；为时段t火电机组i的运行状态，其值为1表示运行状态，为0表示停运状态；为火电机组i的启停成本；为在时段t电网吸纳光伏的出力值；为在时段t电网弃光伏的出力；为电动汽车总数；为电动汽车j时段t充电功率；为电动汽车j时段t放电功率；为在a时段t不包括电动汽车负荷的系统负荷需求值。
8.进一步地，所述步骤3）进一步包括：计算平稳性评估指标-净负荷波动率，有如下公式进行计算：(9)其中，(10)式中，为风电出力当前时段t净负荷值；为采样周期内的最大负荷值；为采样功率变化率周期内的净负荷波动率；为优化时段数；为电动汽车总数；为在时段t不包括电动汽车负荷的系统负荷需求值；为电动汽车j时段t充电功率；为电动汽车j时段t放电功率；为在时段t电网吸纳光伏的出力值；为在时段t电网弃光伏的出力。
9.进一步地，所述步骤3）进一步包括：弃光伏比例是指统计周期内光伏弃电量与计划发电量的百分比，有如下公式进行计算：
(11)式中，分别光伏在时段t的实际发电出力、实际利用功率，为可再生能源出力的采样时间间隔，为弃光伏比例。
10.进一步地，所述步骤4）进一步包括：（1）确定评判因素集x={充放电成本，系统运行成本，净负荷波动率，弃光伏比例}；（2）采用层次分析法确定各个评判指标权重集；（3）对模糊综合评判各单因素进行模糊评价，并求得消纳模糊综合评判矩阵，其计算方式如下：(12)分别为充放电成本、系统运行成本、净负荷波动率、弃光伏比例的最大值；（4）评价矩阵r和权重集u相乘得到最终模糊综合评判结果。
11.为实现上述目的，本发明还提供一种执行大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估系统，其包括：充放电优化模块、模拟分析模块、充放电评估指标计算模块、电动汽车充放电评估模块，所述充放电优化模块，根据分时电价曲线，以各个时段电动汽车充放电成本之和最小为目标安排电动汽车充放电；所述模拟分析模块，根据各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析；所述充放电评估指标计算模块，从经济性、平稳性、低碳性指标对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析，计算电动汽车充放电策略评估指标；所述充放电策略评估指标包括：经济性指标、平稳性指标和低碳性指标；所述电动汽车充放电评估模块，用于利用层次分析法确定所述充放电策略评估指标的权重，并利用模糊综合评价法评估电动汽车充放电策略。
12.为实现上述目的，本发明还提供一种大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估的装置，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行所述的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的步骤。
13.为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行所述的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的步骤。
14.本发明的有益效果：1.大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的提出；2.从经济性、平稳性、低碳性指标对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析；
3.大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估系统建立。
15.根据分时电价曲线，以各个时段电动汽车充放电成本之和最小为目标安排电动汽车充放电；根据各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析；考虑了大规模光伏接入的因素，从经济性、平稳性、低碳性指标对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析，计算电动汽车充放电策略评估指标，使得电动汽车充放电策略评估更加全面，采用层次分析法确定各个指标权重，并利用模糊综合评价方法对充放电策略评估结果进行综合评价。电动汽车充放电策略评估系统的提出，包含充放电优化模块、模拟分析模块、充放电评估指标计算模块、电动汽车充放电评估模块。
16.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为根据本发明的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的流程图；图2为根据本发明的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估系统的示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
19.图1为根据本发明的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法的流程图，下面将参考图1，对本发明的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估方法进行详细描述。
20.步骤一、获取分时电价曲线，计算电动汽车充放电成本，作为经济性评估指标。
21.根据分时电价曲线，以各个时段电动汽车充放电成本之和最小为目标安排电动汽车充放电。电动汽车充放电成本为各个时段的充电成本之和减去各个时段的放电成本之和。
22.步骤一中，根据分时电价曲线，安排电动汽车在电价较小的时段进行充电，在电价较大的时段进行放电，使得总体充放电成本之和最小。
23.(1)式中(2)(3)、、(4)式中，为优化时段数；为电动汽车总数；分别为时段t的充电电价和放电电价；为电动汽车i时段t充电功率，为电动汽车i时段t放电功率，
为电动汽车最大充电功率；为电动汽车i最大放电电功率；为0或者1，时，表示不充电，时，表示处于充电态；为0或者1，时，表示不放电，时，表示处于放电态，是互斥关系。
24.步骤二、获取各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析，计算系统运行成本，作为经济性评估指标。
25.步骤二中，根据各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析，以发电能耗成本和启停成本最小为目标，如下公式所示：(5)其中(6)(7)(8)式中，为发电成本；为启停成本；t为调度周期；为参与模拟的火电机组总数；均为火电机组i的成本系数；为时段t火电机组i的出力；为时段t火电机组i的运行状态，其值为1表示运行状态，为0表示停运状态；为火电机组i的启停成本；为在时段t电网吸纳光伏的出力值；为在时段t电网弃光伏的出力；为电动汽车总数；为电动汽车j时段t充电功率；为电动汽车j时段t放电功率；为在a时段t不包括电动汽车负荷的系统负荷需求值。
26.步骤三、计算净负荷波动率和弃光伏比例，分别作为平稳性评估指标和低碳评估指标，并根据经济性评估指标、平稳性评估指标、低碳评估指标，对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析。
27.计算平稳性评估指标-净负荷波动率，有如下公式进行计算：(9)其中，(10)式中，为风电出力当前时段t净负荷值；为采样周期内的最大负荷值；为采样功率变化率周期内的净负荷波动率；为优化时段数；为电动汽车总数；为在时段t不包括电动汽车负荷的系统负荷需求值；为电动汽车j时段t充电功率；为电动汽车j时段t放电功率；为在时段t电网吸纳光伏的出力值；为在时段t电网弃光伏的出力。
28.弃光伏比例是指统计周期内光伏弃电量与计划发电量的百分比，有如下公式进行计算：
(11)式中，分别光伏在时段t的实际发电出力、实际利用功率，为可再生能源出力的采样时间间隔，为弃光伏比例。
29.从经济性、平稳性、低碳性指标对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析，计算电动汽车充放电策略评估指标。一般来说，充放电成本和运行成本越低，净负荷波动率越低，弃光伏比例越低，电动汽车充放电策略效果越佳，通过模糊综合评价方法对充放电策略评估结果进行综合评价得到综合评估分数。
30.步骤四、采用层次分析法确定各个指标权重，并利用模糊综合评价方法对充放电策略评估结果进行综合评价。
31.（1）确定评判因素集x={充放电成本，系统运行成本，净负荷波动率，弃光伏比例}；（2）采用层次分析法确定各个评判指标权重集；（3）对模糊综合评判各单因素进行模糊评价，并求得消纳模糊综合评判矩阵，其计算方式如下：(12)分别为充放电成本、系统运行成本、净负荷波动率、弃光伏比例的最大值。
32.（4）评价矩阵r和权重集u相乘得到最终模糊综合评判结果。
33.步骤五、根据最终模糊综合评判结果，确定电动汽车充放电策略。
34.图2为根据本发明的大规模光伏接入下的电动汽车充放电策略评估系统的示意图。
35.参照图2，所述电动汽车充放电策略评估系统应用于前面所述电动汽车充放电策略评估方法，所述电动汽车充放电策略评估系统包括：充放电优化模块，根据分时电价曲线，以各个时段电动汽车充放电成本之和最小为目标安排电动汽车充放电；模拟分析模块，根据各个时段电动汽车充放电负荷和光伏出力修正负荷曲线并对电力系统中的机组进行模拟分析；充放电评估指标计算模块，从经济性、平稳性、低碳性指标对电动汽车充放电策略进行多维度评估分析，计算电动汽车充放电策略评估指标；所述充放电策略评估指标包括：经济性指标、平稳性指标和低碳性指标；电动汽车充放电评估模块，用于利用层次分析法确定所述充放电策略评估指标的权重，并利用模糊综合评价法评估电动汽车充放电策略。
36.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含
在本发明的保护范围之内。