Page 71 - 电力与能源2024年第三期
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秦振华:智能充电站运营系统决策模型优化研究                                       345

                车在配电网负荷低谷进行充电,在配电网负荷高                            时,电动汽车充电,当 S x,y=0,电动汽车未进行充
                峰时期反向向电网放电,从而优化整个配电网的                            放电。
                容量配置 。该方法还能有效抑制由于新能源发                               (2)充 电 站 优 化 逻 辑 过 程 。 将 96 个 全 天 时
                        [6]
                电系统的波动性和随机性所导致的“弃风”弃光”                           间 段 与 居 民 生 活 的 负 荷 预 测 进 行 叠 加 ,即 可 获
                                                     “
                现象,提高新能源消纳能力。                                    得 96 个时间段内的配电网的有功负荷曲线。充

                    本文通过滚动优化法对充电站的充电时间进                          电站的优化策略是确定每个停车位在每个时间段
                行合理时段划分,然后利用灰色理论预测电动汽                            的充电状态与充电负荷。优化的目标为:减小总
                车的充电负荷功率,最后通过粒子群优化算法优                            负荷的波动,减少负荷峰值与负荷谷值的差距,使
                化求解在各个时段内电动汽车的充电功率,从而                            供电商与居民的利益最大化。充电决策优化流程
                得到电动汽车充电功率的最优曲线。                                 如图 1 所示。

                1 充电站决策模型


                    充电站集中管理系统利用充电设备收集信息
                并发布命令。当电动汽车通过充电设备接入电网
                时,系统能够收集到电动汽车的当前荷电状态、到
                达时间、预期离开时间等参数。基于这些参数,管
                理系统能够安排合理的充电计划,充电设备按照
                充电计划实现电动汽车的充电过程。
                    (1)划分充电时段。采用滚动优化方法对充

                电时段进行划分,每个时段内充电控制参数保持                                         图 1 充电决策优化流程
                不变,参考配电网居民每隔 15 min 采集一次用电
                                                                    (3)短期负荷预测。在制定充电站决策和充
                信 息 的 做 法 ,将 充 电 站 的 充 电 时 间 段 也 按 照 每
                                                                 电计划时,首先根据居民用电负荷序列,利用灰色
                15 min 进 行 划 分 ,这 样 全 天 共 划 分 为 96 个 时 间
                                                                 理论预测短期内居民的用电负荷,时间序列公式
                段。该充电站停车状态矩阵可表示为
                                                                 如下:
                            ê é p 1,1  ⋯  p x,1  ⋯  p 96,1 ù ú ú        X ={X ( ) 1 ,X ( ) 2 ,⋯,X ( ) n  }
                                                                                      0
                                                                                                0
                                                                          0
                                                                                0
                            ê ê                     ú                                                    (3)
                            ê ê ⋮  ⋱   ⋯    ⋱    ⋮  ú ú
                            ê ê                     ú                利用式(3)所示的时间序列可生成新的时间
                            ê
                            ê
                        P = p 1,y  ⋯  p x,y  ⋯  p 96,y ú ú  (1)
                            ê ê                     ú            序列,表示如下:
                            ê ê  ⋮  ⋱  ⋯    ⋱    ⋮  ú ú
                            ê                       ú                   X ={X ( ) 1 ,X ( ) 2 ,⋯,X ( ) n  }  (4)
                                                                                                1
                                                                                1
                                                                          1
                                                                                      1
                            ë  p 1,M  ⋯  p x,M  ⋯  p 96,M û
                                                                     新时间序列中的个体通过下式获取:
                式中 p x,y——在第 x 时间段内第 y 个停车位的停
                                                                               n
                                                                                 X
                车状态,当 p x,y=1 时,说明该停车位有车停放,当                           X (t) =  ∑ ( ) t ( t = 1,2,3,…,n )  (5)
                                                                                   0
                                                                        1
                                                                              t = 1
                p x,y=0 时,表明该停车位没有车停放。
                                                                     对于式(4)新生成的时间序列,采用灰色理论
                    电动汽车的充电状态矩阵可表示为
                                                                 实现微分方程转换,可表示如下:
                            ê ê é S 1,1  ⋯  S x,1  ⋯  S 96,1  ù ú ú       é  -0. 5 ×[ X ( ) 2 + X ( ) 1 ] t  ù
                                                                                       1
                                                                                               1
                            ê ê  ⋮  ⋱  ⋯    ⋱    ⋮  ú ú                   ê ê ê ê                      ú ú
                                                                                       1
                                                                                               1
                       S P = ê ê ê ê  S 1,y  ⋯  S x,y  ⋯  S 96,y ú ú ú  (2)  ê -0. 5 ×[ X ( ) 3 + X ( ) 2 ] t  ú ú ú ú (6)
                                                                          ê
                            ê ê                     ú ú               C = ê ê                          ú ú
                            ê ê ⋮  ⋱   ⋯    ⋱    ⋮  ú                     ê ê           ⋮
                            ê ê                     ú ú                   ê ê -0. 5 ×[ X ( ) n + X ( n - 1 ] t ú ú
                                                                                                    )
                                                                                     1
                                                                                             1
                            ëS 1,M  ⋯  S x,M  ⋯  S 96,M û                 ë                            û
                式中 S x,y——在第 x 个时间段第 y 个停车位的充                    式中 C——电动汽车充电负荷序列。
                电状态,当 S x,y=—1 时,电动汽车放电,当 S x,y=1                    在 未 来 时 间 段 ,电 动 汽 车 充 电 负 荷 可 表 示
   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76