本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度，尤其涉及一種電動汽車虛擬儲能支撐多元調(diào)峰輔助服務(wù)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)凈負荷峰谷差持續(xù)增大，部分地區(qū)凈負荷的“鴨子曲線”甚至轉(zhuǎn)變?yōu)楦佣盖偷摹皪{谷曲線”，電力系統(tǒng)面臨的調(diào)峰壓力與日俱增。同時，為加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動，需要發(fā)揮電動汽車(electric?vehicle，ev)作為可控負荷或移動儲能的靈活性調(diào)節(jié)能力。通過合理的輔助服務(wù)市場機制引導(dǎo)電動汽車參與電力系統(tǒng)調(diào)峰，可為電力系統(tǒng)高效經(jīng)濟運行提供支撐。

2、現(xiàn)有調(diào)峰輔助服務(wù)忽略了調(diào)峰輔助服務(wù)的多樣性，也未將虛擬儲能、需求響應(yīng)等多種形式的調(diào)峰輔助服務(wù)納入費用分攤的考慮范圍。同時，電動汽車參與電力系統(tǒng)調(diào)峰輔助服務(wù)存在實際調(diào)度效果與預(yù)期不一致、調(diào)峰補償不明確等問題。上述問題不僅使得電力系統(tǒng)運行成本較高，而且使得電力系統(tǒng)調(diào)峰效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷與問題，提供一種電動汽車虛擬儲能支撐多元調(diào)峰輔助服務(wù)優(yōu)化方法及裝置，不僅有效降低電力系統(tǒng)運行總成本，而且提高電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度，實現(xiàn)電動系統(tǒng)有效調(diào)峰。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

3、一種電動汽車虛擬儲能支撐多元調(diào)峰輔助服務(wù)優(yōu)化方法，包括：

4、根據(jù)電動汽車的充電緊急性，電動汽車虛擬儲能調(diào)度電動汽車有序充電參與調(diào)峰，并獲取調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用以及確保調(diào)度前后電動汽車充電量不變；

5、將風(fēng)電場和光伏電站作為調(diào)峰需求方，分攤作為調(diào)峰供應(yīng)方的火電機組和電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；

6、以包含電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用、火電機組綜合運行成本和可再生能源棄用懲罰的電力系統(tǒng)運行成本最低為目標，建立電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型。

7、電動汽車虛擬儲能獲取的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用cves為：

8、

9、式中，為第i輛電動汽車的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；nev表示電動汽車數(shù)量；表示第i輛電動汽車的調(diào)峰貢獻；為第i輛電動汽車的充電緊急性指標，表示第i輛電動汽車被視為緊急充電的電動汽車，表示第i輛電動汽車被視為非緊急充電的電動汽車；為電動汽車參與調(diào)峰的補償折扣；pis為電動汽車充電價格；表示第i輛電動汽車離開時的荷電狀態(tài)；表示第i輛電動汽車到達時的荷電狀態(tài)；eev表示電動汽車的電池容量；ηev表示電動汽車的充電效率。

10、所述第i輛電動汽車的充電緊急性指標為：

11、

12、式中，表示電動汽車的快充功率；表示第i輛電動汽車離開時的荷電狀態(tài)需求；tire表示第i輛電動汽車并網(wǎng)時段數(shù)，即電動汽車從到達到離開之間的時段；δt為調(diào)度時段長度。

13、非緊急充電情況下第i輛電動汽車離開時的荷電狀態(tài)為：

14、

15、式中，表示電動汽車的慢充功率；為第i輛電動汽車j時段慢充狀態(tài)變量；表示電動汽車的快充功率；為第i輛電動汽車j時段快充狀態(tài)變量；和分別為第i輛電動汽車到達時段和離開時段的序號；δt為調(diào)度時段長度；

16、非緊急充電情況下調(diào)度前后電動汽車充電量滿足：

17、

18、式中，表示電動汽車無序充電情況下滿足荷電狀態(tài)需求所需充電時段；是小于除法運算結(jié)果的上一個整數(shù)。

19、將一天離散為多個時段，則每輛電動汽車到達時段和離開時段的序號為：

20、

21、式中，和分別為第i輛電動汽車到達時間和離開時間；是大于除法運算結(jié)果的下一個整數(shù)；是小于除法運算結(jié)果的上一個整數(shù)。

22、所述風(fēng)電場、光伏電站分攤的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用為：

23、

24、式中，分別為t時刻風(fēng)電場、光伏電站分攤的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；分別為t時刻風(fēng)電場、光伏電站的最大理論出力；nwt為風(fēng)電場總數(shù)；npv為光伏電站總數(shù)；為t時刻所有火電機組的深度調(diào)峰補償支出總和；css為火電機組啟停成本；cves為電動汽車虛擬儲能獲取的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用。

25、通過風(fēng)電場、光伏電站和火電機組參與調(diào)峰輔助服務(wù)獲得的利潤來量化其參與調(diào)峰輔助服務(wù)的意愿；

26、風(fēng)電場的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤為：

27、

28、光伏電站的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤為：

29、

30、式中，為風(fēng)電場的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤；pwt為風(fēng)電上網(wǎng)電價；為t時刻風(fēng)電場輸出功率；為t時刻風(fēng)電場的調(diào)峰分攤費用；為t時刻棄風(fēng)功率；θ為棄風(fēng)、棄光懲罰系數(shù)；為光伏電站的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤；ppv為光伏上網(wǎng)電價；為t時刻光伏電站輸出功率；為t時刻光伏電站的調(diào)峰分攤費用；為t時刻棄光功率；

31、火電機組的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤為：

32、

33、式中，為火電機組的調(diào)峰輔助服務(wù)利潤；為第，臺火電機組的深度調(diào)峰補償費用；為火電機組深度調(diào)峰成本；分別為火電機組深度調(diào)峰損耗成本及投油成本；為火電機組因深度調(diào)峰的節(jié)煤收益。

34、所述電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型的目標函數(shù)為：

35、min?f＝cves+cmt+ccur；

36、式中，cves為電動汽車虛擬儲能獲取的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；cmt為火電機組綜合運行成本；ccur為可再生能源棄用懲罰。

37、所述電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型的約束條件包括功率平衡約束、火電機組出力約束和線路傳輸容量約束。

38、一種電動汽車虛擬儲能支撐多元調(diào)峰輔助服務(wù)優(yōu)化裝置，該裝置應(yīng)用于上述所述的方法，所述裝置包括：

39、電動汽車虛擬儲能調(diào)峰輔助服務(wù)模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)電動汽車的充電緊急性，電動汽車虛擬儲能調(diào)度電動汽車有序充電參與調(diào)峰，并獲取調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用以及確保調(diào)度前后電動汽車充電量不變；

40、多元調(diào)峰輔助服務(wù)費用分攤模型構(gòu)建模塊，用于將風(fēng)電場和光伏電站作為調(diào)峰需求方，分攤作為調(diào)峰供應(yīng)方的火電機組和電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；

41、電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，用于以包含電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用、火電機組綜合運行成本和可再生能源棄用懲罰的電力系統(tǒng)運行成本最低為目標，建立電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

43、本發(fā)明一種電動汽車虛擬儲能支撐多元調(diào)峰輔助服務(wù)優(yōu)化方法及裝置中，多元調(diào)峰輔助服務(wù)主體包括風(fēng)電場、光伏電站、火電機組和電動汽車虛擬儲能；電動汽車虛擬儲能根據(jù)電動汽車的充電緊急性調(diào)度電動汽車有序充電參與調(diào)峰，并獲取調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用，同時確保調(diào)度前后電動汽車充電量不變；風(fēng)電場和光伏電站作為調(diào)峰需求方，分攤作為調(diào)峰供應(yīng)方的火電機組和電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用；以包含電動汽車虛擬儲能的調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用、火電機組綜合運行成本和可再生能源棄用懲罰的電力系統(tǒng)運行成本最低為目標，建立電力系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型。本發(fā)明不僅有效降低電力系統(tǒng)運行總成本，而且提高電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度，實現(xiàn)電力系統(tǒng)有效調(diào)峰。