一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種電動(dòng)船舶調(diào)度方法，主要包括用戶時(shí)間焦慮和需求電量模型構(gòu)建、電動(dòng)船舶分群、調(diào)度策略求解三個(gè)階段，旨以在最小化分布式新能源消納偏差并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化的策略，來引導(dǎo)電動(dòng)船舶用戶選擇最佳的充電位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)船舶的優(yōu)化調(diào)度，提高能源利用效率、降低成本，并促進(jìn)分布式新能源的消納。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于發(fā)電調(diào)度，具體涉及一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法。

技術(shù)介紹

1、船舶電氣化已經(jīng)是船舶工業(yè)發(fā)展的新興趨勢(shì)，在許多新下水的船舶中，儲(chǔ)能電池已經(jīng)成為船舶電網(wǎng)的重要組成部分。并且，已有船舶安裝了太陽能光伏板，在日照強(qiáng)烈時(shí)能夠?yàn)榇疤峁﹦?dòng)力來源，從而減小柴油發(fā)電機(jī)的燃油消耗，

2、在傳統(tǒng)的模式下，電動(dòng)船舶通常就地在不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電儲(chǔ)能，大量電動(dòng)船舶的無序充電可能會(huì)造成配電網(wǎng)負(fù)荷分布不均勻，導(dǎo)致配網(wǎng)潮流分布不均衡。合理高效的電動(dòng)船舶充電優(yōu)化調(diào)度方法在微電網(wǎng)中扮演著至關(guān)重要的角色，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源利用、能源調(diào)度和平衡、調(diào)峰削峰和負(fù)荷平滑，具備穩(wěn)定性和可靠性、智能控制和優(yōu)化，以及可持續(xù)發(fā)展等特點(diǎn)。

3、現(xiàn)有公開發(fā)表或公開使用的電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法存在以下問題：(1)目前的電動(dòng)船舶調(diào)度方法并沒有充分考慮到用戶對(duì)于充電時(shí)間的要求，船舶的充電時(shí)間可能無法滿足用戶特定的時(shí)間限制或優(yōu)先級(jí)；(2)目前的電動(dòng)船舶調(diào)度策略缺乏智能化，無法根據(jù)用戶特征進(jìn)行分類并對(duì)用戶路徑進(jìn)行規(guī)劃，也無法針對(duì)實(shí)際的充電設(shè)施的分布和數(shù)量對(duì)整體進(jìn)行規(guī)劃。因此，亟需制定適合如何調(diào)度電動(dòng)船舶，制定合理的充放電策略，對(duì)于未來配電網(wǎng)系統(tǒng)有著重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)充電區(qū)域內(nèi)分布式新能源與電動(dòng)船舶負(fù)荷供需不均的問題，本專利技術(shù)提供一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，根據(jù)需求引導(dǎo)電動(dòng)前往不同充電區(qū)域充電，以促進(jìn)分布式新能源就地消納。

2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：

3、本專利技術(shù)提供一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，包括以下步驟：

4、將電動(dòng)船舶用戶的需求電量分別量化為需求價(jià)格彈性及電動(dòng)船舶用戶時(shí)間焦慮，進(jìn)而建立電動(dòng)船舶用戶需求電量模型；

5、基于剩余電量可達(dá)原則和空閑時(shí)間冗余原則將電動(dòng)船舶進(jìn)行集群劃分，形成可響應(yīng)集群和不可響應(yīng)集群，針對(duì)可響應(yīng)集群建立優(yōu)化調(diào)度策略，引導(dǎo)電動(dòng)船舶選擇不同區(qū)域充電；

6、利用粒子群算法對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化及分布式消納偏差最小化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，確定可響應(yīng)集群在系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化及分布式消納偏差最小的情況下的充電區(qū)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)船舶充電優(yōu)化調(diào)度。

7、優(yōu)選的，所述電動(dòng)船舶用戶時(shí)間焦慮表示為：

8、

9、

10、

11、

12、式中，δn,i,t為電動(dòng)船舶用戶因時(shí)間焦慮而產(chǎn)生的感知偏差系數(shù)；ρ表示電動(dòng)船舶用戶受到時(shí)間焦慮的影響程度，ρ值越大，表示用戶受到時(shí)間焦慮的影響越小；和分別表示第n輛電動(dòng)船舶在區(qū)域i的充電時(shí)間和空閑時(shí)間；表示第n輛電動(dòng)船舶在區(qū)域i的充電準(zhǔn)備時(shí)間，取電動(dòng)船舶行駛時(shí)間及調(diào)度預(yù)留時(shí)間二者最大值；表示第n輛電動(dòng)船舶前往區(qū)域i的行駛時(shí)間；為電動(dòng)船舶調(diào)度預(yù)留時(shí)間；pn,t為電動(dòng)場(chǎng)景船舶充電功率；ln,i,t表示參與第t個(gè)調(diào)度時(shí)段的第n輛電動(dòng)船舶距離充電區(qū)域i的距離；v表示電動(dòng)船舶的平均行駛速度。

13、優(yōu)選的，所述電動(dòng)船舶用戶需求電量模型表示為：

14、

15、

16、

17、式中，表示考慮需求價(jià)格彈性和時(shí)間焦慮的用戶需求電量；χn,ii,t、χn,ij,t為自彈性系數(shù)和交叉彈性系數(shù)，分別表示區(qū)域i、j充電電價(jià)對(duì)區(qū)域i充電量的影響；a'n,i,t、a'n,j,t分別表示考慮時(shí)間焦慮后用戶實(shí)際感知到的區(qū)域i、j的充電補(bǔ)償；為t時(shí)間段內(nèi)區(qū)域i、j的初始充電價(jià)格；qi,t為t時(shí)段內(nèi)充電調(diào)整后區(qū)域i的充電價(jià)格；ai,t為t時(shí)段內(nèi)區(qū)域i的充電補(bǔ)償。

18、優(yōu)選的，所述集群劃分標(biāo)準(zhǔn)為：

19、

20、

21、式中，cn表示電動(dòng)船舶電池容量，分別為t時(shí)間段內(nèi)第n輛電動(dòng)船舶在區(qū)域i充電的初始電量、路程消耗電量；和分別表示第n輛電動(dòng)船舶在區(qū)域i的充電時(shí)間和空閑時(shí)間，表示第n輛電動(dòng)船舶在區(qū)域i的充電準(zhǔn)備時(shí)間，取電動(dòng)船舶行駛時(shí)間及調(diào)度預(yù)留時(shí)間二者最大值；

22、滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)船舶劃分為可響應(yīng)集群，不滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)船舶劃分為不可響應(yīng)集群。

23、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化及分布式消納偏差最小化目標(biāo)函數(shù)表示為：

24、

25、式中，α和β為各個(gè)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重值，f1表示所有充電區(qū)域分布式新能源消納偏差之和，f2為充電經(jīng)濟(jì)效益的相反數(shù)。

26、優(yōu)選的，所述系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化中系統(tǒng)成本包括分布式新能源購電成本、上級(jí)電網(wǎng)購電成本以及補(bǔ)償成本，系統(tǒng)收益為分布式新能源消納收益和售電收益，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)函數(shù)表示為：

27、

28、

29、i2,i,t＝ε·p'ne,i,tδt

30、i3,i,t＝ai,tpevs,i,tδt

31、i4,i,t＝qne,t·pne,i,tδt+qbuy,t·pbuy,i,tδt

32、式中，f2為充電經(jīng)濟(jì)效益的相反數(shù)；t為總調(diào)度時(shí)段個(gè)數(shù)；i1,i,t、i2,i,t、i3,i,t、i4,i,t分別表示t時(shí)段內(nèi)的充電區(qū)域i的售電利潤、分布式新能源消納效益、充電補(bǔ)償成本、購電成本；ε表示分布式新能源單位消納效益；p'ne,i,t表示t時(shí)段內(nèi)區(qū)域i的分布式新能源消納量；qne,t為t時(shí)段購買分布式新能源出力的電量價(jià)格；qbuy,t為t時(shí)段內(nèi)從電網(wǎng)購電的電量價(jià)格；qbuy,i,t為t時(shí)段區(qū)域i內(nèi)因清潔能源出力不足而額外所需功率。

33、優(yōu)選的，所述分布式新能源消納偏差最小化表示為：

34、

35、式中，f1表示所有充電區(qū)域分布式新能源消納偏差之和；pne,i,t為t時(shí)段內(nèi)區(qū)域i的分布式新能源出力；pevs,i,t、p'ne,i,t分為區(qū)域i可響應(yīng)集群充電負(fù)荷、不可響應(yīng)集群固定負(fù)荷。

36、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有如下有益效果：

37、本專利技術(shù)提供一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，通過分布式新能源和電網(wǎng)購電來滿足電動(dòng)船舶的充電需求，基于采集的電動(dòng)船舶用戶上傳的預(yù)充電信息和各區(qū)域分布式新能源的預(yù)測(cè)信息，以最小化分布式新能源消納偏差并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化為調(diào)度宗旨引導(dǎo)電動(dòng)船舶用戶選擇最佳的充電位置，滿足不同電動(dòng)船舶用戶的充電需求；本專利技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)船舶智能優(yōu)化調(diào)度，根據(jù)電動(dòng)船舶用戶的使用特征進(jìn)行分類后對(duì)充電路徑和充電區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，以提高能源利用效率、降低成本，并促進(jìn)分布式新能源的消納，在此基礎(chǔ)上還有助于對(duì)充電設(shè)施的分布和數(shù)量的整體規(guī)劃。

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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

1.一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述電動(dòng)船舶用戶時(shí)間焦慮表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述電動(dòng)船舶用戶需求電量模型表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述集群劃分標(biāo)準(zhǔn)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化及分布式消納偏差最小化目標(biāo)函數(shù)表示為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最大化中系統(tǒng)成本包括分布式新能源購電成本、上級(jí)電網(wǎng)購電成本以及補(bǔ)償成本，系統(tǒng)收益為分布式新能源消納收益和售電收益，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)函數(shù)表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述分布式新能源消納偏差最小化表示為：

【技術(shù)特征摘要】

1.一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述電動(dòng)船舶用戶時(shí)間焦慮表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述電動(dòng)船舶用戶需求電量模型表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)度方法，其特征在于，所述集群劃分標(biāo)準(zhǔn)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)船舶充電調(diào)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁智華，梁富光，孫玉波，林超群，陳思偉，繆健鋒，羅允忠，李斌，陳可旺，涂承謙，柳衛(wèi)明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國網(wǎng)福建省電力有限公司寧德供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：