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基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法技术

技术编号:40483938 阅读:14 留言:0更新日期:2024-02-26 19:17
本发明专利技术涉及电价定价技术领域,公开了基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,包括分析工商业员工EV到电网的需求响应模式,分析考虑EV时空特性的工商业员工EV的收益;其次,分析工商业电力用户的耗电成本和收益,提出了基于合作博弈的工商业电力用户EV有序放电优化策略,利用PSO算法搜索EV有序放电优化策略下的工商业电力用户为工商业员工EV补贴的单价的最优解。本发明专利技术的定价方法在有效降低工商用户用电成本的同时实现电网的削峰填谷,同时工商业员工以高于充电时的价格向工商业电力用户放电,可获得收益,使得EV车主及工商业电力用户双方的利益最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电价定价,具体是涉及基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法。


技术介绍

1、电动汽车到电网(v2g,vehicle-to-grid)的概念早在1997年被美国特拉华大学的kemptom教授提出,即合理有序地控制电动汽车的充放电过程将有利于实现电网与电动汽车间的友好互动。此外,随着大规模的电动汽车接入电网,一方面,增加了电网公司的收益,另一方面,大规模的电动汽车无序充放电也给电网的安全稳定运行带来了风险。因此,研究电动汽车的有序充放电策略具有重要的理论价值和现实意义。

2、现有关于v2g的研究主要集中在电动汽车对电网的影响分析、电动汽车负荷建模、电动汽车控制策略等。上述研究对电动汽车参与需求响应,并进行有序充放电的研究奠定了基础,但关于工商业电力用户的电动汽车(即工商业员工ev)参与需求响应的策略的研究较少,其中工商业电力用户是指接入电网购电使用的工商业企业,工商业员工ev是指接入电网购电使用的工商业企业的员工的电动汽车。工商业电力用户的用电量较大,且其购电价格高于一般居民用户的电价,尤其是在电价高峰时段,使得其用电成本较高,电网供电压力较大;此外,工商业员工ev在下班回家后采用居民电价为其电动汽车充电的成本较低。考虑工商业电力用户需通过削减负荷、负荷转移等方式以响应电网需求并降低用电成本,此种以柔性负荷为媒介的需求响应行为降低了工商业企业的舒适度。为此,提出工商业电力用户v2g的需求响应策略可有效降低工商业用户用电成本的同时,实现电网的削峰填谷。

3、现有技术中,有一种实现电动汽车集群需求响应功能的电动汽车控制模型和控制策略,基于一种电动汽车集群的分层分区域的电动汽车控制架构建立了电动汽车集群的控制模型,并在此基础之上提出了一种通过改变电动汽车可调容量边界的电动汽车集群的需求响应控制策略,用以实现电动汽车集群需求响应的功能。另外还有一种车辆行驶行为特性模型和充放电策略,为分析电动汽车充放电对区域配电网的影响,减小充电负荷对电网的负面冲击,对离家时间、到家时间、每日行程个数和单个行程距离4个关键要素进行建模,建立了车辆行驶行为特性模型。基于行驶行为特性,通过两阶段优化模型,对电动汽车充放电代理商(aggregator)建立了考虑电池充放电寿命损耗的“最小费用-最小波动”(minimum-cost-least-fluctuation,mclf)的充放电策略。该方法的目标是在满足用户需求的基础上,减少充放电代理商的运营费用,并将充放电负荷波动降到最低。但是,当电池成本降至现阶段的1/4,放电电价提高到0.6元/kw·h,电动汽车参与对电网放电才会有显著的经济收益;谷电价时长为8h可以有效减小电动汽车充电对电网造成的冲击。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是提供基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,用以在工商业电力用户的v2g需求响应模式下实现工商业员工ev的车主及工商业电力用户双方的利益最大化。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,包括的过程为:首先分析工商业电力用户的v2g需求响应模式,再分析ev时空特性的工商业员工ev的收益和工商业电力用户的日节约成本;其次,提出了基于合作博弈的工商业电力用户ev有序放电优化策略,再利用pso算法搜索获得工商业电力用户为工商业员工ev补贴的单价的最优解。

3、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的改进:

4、所述工商业电力用户的v2g需求响应模式为:

5、所述工商业电力用户的用电来源包括向电网公司购电和从自身的光伏系统获取电能;所述工商业员工ev均在夜间采用居民电价充满电,且在白天高峰电价时段,以低于工商业电力用户向电网公司购电的价格向工商业电力用户放电。

6、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的进一步改进:

7、所述工商业员工ev的收益为:

8、

9、其中,为工商业员工ev的收益,n为工商业员工拥有的ev总数;为第n辆ev的充电成本;为第n辆ev的行驶成本;为第n辆ev的收入;为第n辆ev的时间成本。

10、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的进一步改进:

11、所述工商业电力用户的日节约成本为:

12、

13、其中,为工商业电力用户的日节约成本,为工商业电力用户从工商业员工ev处的购电成本,为工商业电力用户从电网公司和光伏发电系统的购电成本,ts为起始时间,te为结束时间。

14、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的进一步改进:

15、所述基于合作博弈的工商业电力用户ev有序放电优化策略的目标函数为:

16、

17、其中,为工商业电力用户支付给工商业员工ev的补偿单价。

18、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的进一步改进:

19、工商业员工ev的所述第n辆ev的充电成本为:

20、

21、其中,为第n辆ev在tchar时段的充电单价;为第n辆ev的充电功率;为第n辆ev的充电状态,取值为1时表示充电,取值为0时表示既不充电也不放电;为第n辆ev开始充电时间,为第n辆ev驶离小区的时间;tchar为充电状态下的某一时间段;

22、所述第n辆ev的行驶成本为:

23、

24、其中,edri(ddri)为工商业员工ev的单位里程能耗;ddri为行驶里程;

25、所述第n辆ev的时间成本为:

26、

27、其中,en为时间敏感系数,为第n辆ev结束充电时间;

28、所述第n辆ev的收入来源于在高峰电价时段放电给工商业电力用户:

29、

30、其中,为放电状态,取值为1时表示放电,取值为0时表示既不充电也不放电;为第n辆ev到达公司时间;为第n辆ev离开公司时间;为放电功率;为放电单价;tdis为放电时长。

31、作为本专利技术的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法的进一步改进:

32、所述工商业电力用户从电网公司和光伏发电系统的购电成本为,

33、

34、其中,和分别为t时段内电网公司和光伏电价;和分别表示t时段工商业电力用户从电网公司和光伏发电系统的购电状态,取值为1表示购电,取值为0表示不购电;ptsg和ptpv分别表示t时段工商业电力用户分别从电网公司和光伏发电系统购买的功率;

35、光伏输出功率ptpv为:

36、

37、其中,pstc为标准额定条件下光伏额定输出功率;为t时段的辐照度;k为功率温度系数;ttc为t时段的电池温度;gstc为太阳辐照度,tstc为标准额定条件下的电池温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:过程包括,首先分析工商业电力用户的V2G需求响应模式,再分析EV时空特性的工商业员工EV的收益和工商业电力用户的日节约成本;其次,提出了基于合作博弈的工商业电力用户EV有序放电优化策略,再利用PSO算法搜索获得工商业电力用户为工商业员工EV补贴的单价的最优解。

2.根据权利要求1所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

7.根据权利要求6所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

9.根据权利要求8所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的基于合作博弈的工商业电力用户V2G需求响应定价方法,其特征在于:

...

【技术特征摘要】

1.基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,其特征在于:过程包括,首先分析工商业电力用户的v2g需求响应模式,再分析ev时空特性的工商业员工ev的收益和工商业电力用户的日节约成本;其次,提出了基于合作博弈的工商业电力用户ev有序放电优化策略,再利用pso算法搜索获得工商业电力用户为工商业员工ev补贴的单价的最优解。

2.根据权利要求1所述的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的基于合作博弈的工商业电力用户v2g需求响应定价方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:马愿谦卢宇豪王柯盛徐欢
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:

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