一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法

本发明涉及充电优化调度，尤其是涉及一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法。

背景技术：

1、随着电动汽车的推广使用，电动汽车的充电需求显著增加，同时新能源技术的开发，光伏、风电等新能源为电网提供了更环保的电力来源，相比于传统的火力发电所具有的持续稳定性，新能源技术的发电能力存在显著的峰谷。

2、为了实现削峰填谷效果，现有技术展现了对需求响应的重视，尝试通过理解和预测用户对电价变化的敏感性来优化充电行为。实施峰谷分时电价政策，有效地鼓励了电动汽车用户在电网低负荷时段进行充电。

3、但是在需求响应动态调整方面，现有技术未能结合新能源发电能力本身的波动性变化，难以预测电价对电网负荷变化的影响，导致未完全考虑新能源消纳与电动汽车充电需求间的联系，因此提出准确描述二者间联系，以此设计充电电价的方法对于激励新能源消纳是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，包括以下步骤：

4、s1：评估电动汽车的充电行为，计算电动汽车的充电负荷；

5、s2：通过隶属度函数划分新能源供电的峰谷时段；

6、s3：计算电动汽车负荷需求对电价的弹性响应关系式，并计算充电成本；

7、s4：以新能源供电总量最小和充电成本最小为目标，构建消纳模型，并设定消纳模型的目标函数和约束条件；

8、s5：通过遗传算法解算消纳模型，得到电动汽车充电电价调节设计方案。

9、进一步地，电动汽车的充电行为通过概率密度函数表示。

10、进一步地，电动汽车的充电负荷的计算表达式为：

11、

12、式中，pev(t)为t时段电动汽车充电负荷；n为电动汽车数量；pev,i(t)为电动汽车i在t时段的充电功率。

13、进一步地，电动汽车负荷需求对电价的响应关系式为：

14、

15、式中，为受影响后的i时段电动汽车负荷需求量，εii为自弹性系数，εij为互弹性系数，为i时段电动汽车初始负荷需求量，qi为i时段电动汽车负荷需求量，为i时段初始电价，ρi为i时段电价，为j时段初始电价，ρj为j时段电价。

16、进一步地，电动汽车的充电开始时间的表达式为：

17、

18、式中，μs为充电开始时间的平均值，σs为充电开始时间的标准差。

19、进一步地，消纳模型的目标函数包括求解发电总量最小的目标函数和求解电动汽车用户充电总费用最小的目标函数，求解发电总量最小的目标函数的计算表达式为：

20、

21、式中，pev,i(t)代表第t个时段中第i辆电动汽车充电功率；pw,i(t)、ppv,i(t)依次代表第t个时段中第i个发电单元的发电功率；

22、求解电动汽车用户充电总费用最小的目标函数的计算表达式为：

23、

24、式中，n代表电动汽车入网数；pev,i(t)代表第i辆电动汽车充电功率；c(t)代表t时段电动汽车充电费用；δtev,i代表第t个时段中第i辆电动汽车充电时间。

25、进一步地，消纳模型的约束条件包括电动汽车充电约束、发电单元有功功率约束和电价约束。

26、进一步地，电动汽车充电约束的计算表达式为：

27、

28、

29、式中，分别为电动汽车充电功率的上限和下限；分别为电动汽车充电时soc的上限和下限。

30、进一步地，发电单元有功功率约束的计算表达式为：

31、pgimin≤pgi≤pgimax

32、式中，pgimax、pgimin分别表示分布式电源出力的上限和下限。

33、进一步地，电价约束的计算表达式为：

34、πmin≤πt≤πmax

35、式中，πmax、πmin分别为分时电价的上限和下限。

36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

37、1)本发明通过隶属度函数划分用电峰谷时段，通过建立电动汽车负荷需求对电价的弹性响应关系式和消纳模型，以消纳模型的目标函数和约束条件，平抑配电网的负荷波动，通过遗传算法求解消纳模型，得到充电负荷与新能源发电能力匹配的电价设计方案，引导电动汽车有序充电，充分消纳新能源。

38、2)本发明将峰谷时段看作模糊集合，并通过隶属函数来确定每个时刻的隶属度。通过该方法，能够更灵活精确地反映峰谷的实时变化。

39、3)本发明考虑负荷侧的需求响应建立电价模型，通过该电价模型，可有效体现电价变化对用户消费的影响作用。

40、4)本发明建立的消纳模型，将电动汽车的充电行为与新能源发电的间歇性波动相结合，平衡新能源入网波动。

技术特征：

1.一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电动汽车的充电行为通过概率密度函数表示。

3.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电动汽车的充电负荷的计算表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电动汽车负荷需求对电价的弹性响应关系式为：

5.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电动汽车的充电开始时间的表达式为：

6.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述消纳模型的目标函数包括求解发电总量最小的目标函数和求解电动汽车用户充电总费用最小的目标函数，所述求解发电总量最小的目标函数的计算表达式为：

7.根据权利要求1所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述消纳模型的约束条件包括电动汽车充电约束、发电单元有功功率约束和电价约束。

8.根据权利要求7所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电动汽车充电约束的计算表达式为：

9.根据权利要求7所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述发电单元有功功率约束的计算表达式为：

10.根据权利要求7所述的一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，其特征在于，所述电价约束的计算表达式为：

技术总结本发明涉及一种激励新能源消纳的设计电动汽车充电电价的方法，包括以下步骤：评估电动汽车的充电行为，计算电动汽车的充电负荷；通过隶属度函数划分新能源供电的峰谷时段；计算电动汽车负荷需求对电价的弹性响应关系式，并计算充电成本；以新能源供电总量最小和充电成本最小为目标，构建消纳模型，并设定消纳模型的目标函数和约束条件；通过遗传算法解算消纳模型，得到电动汽车充电电价调节设计方案。与现有技术相比，本发明结合新能源发电能力本身的波动性变化，能够预测电价对电网负荷变化的影响，有助于新能源的消纳等优点。技术研发人员：吴博,邹海荣受保护的技术使用者：上海电机学院技术研发日：技术公布日：2025/1/6