本發(fā)明涉及能源電力領(lǐng)域，特別涉及電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法、裝置及計(jì)算設(shè)備。

背景技術(shù)：

如今，電動(dòng)汽車的總體銷量一直在穩(wěn)步增長，世界范圍內(nèi)的現(xiàn)代電動(dòng)汽車銷量近期超過了一百萬，這一增長趨勢由多種原因促成，其一就是電動(dòng)汽車比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車更節(jié)省。隨著電動(dòng)車銷售的熱潮，電動(dòng)汽車的市場份額在未來將有可能增加。然而，目前許多國家的電網(wǎng)并不能完全應(yīng)對電動(dòng)汽車的高度滲透。因此，電動(dòng)汽車充電不受控制可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過載、功率損耗和電壓波動(dòng)等問題。

為了應(yīng)對電動(dòng)汽車這一額外負(fù)荷以及緩解這些潛在問題的影響，有必要對充電進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲热缈刂圃诘凸葧r(shí)段(午夜至清晨)充電可以部分減少這些問題并提高現(xiàn)有設(shè)施的利用率。進(jìn)一步地，電動(dòng)汽車是支持“電網(wǎng)向汽車”和“汽車向電網(wǎng)”模式的潛在分布式能源資源，參與基于時(shí)間(如分時(shí)電價(jià))和基于激勵(lì)(如調(diào)節(jié)服務(wù))的需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃有助于促進(jìn)電網(wǎng)的穩(wěn)定并減少電網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。但是，現(xiàn)有技術(shù)對電動(dòng)汽車并網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，絕大多數(shù)是站在電動(dòng)汽車服務(wù)聚合站的角度來考慮的，也沒有同時(shí)考慮基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)，可在實(shí)際中還必須考慮聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的合作，而二者都盡力使自身的利益最大化。此外，隨著電動(dòng)汽車和可再生能源的并網(wǎng)，智能電網(wǎng)任何部件的不確定性可能會(huì)增加，之前對不確定性的考慮是分散的，僅關(guān)注一兩個(gè)方面，缺乏系統(tǒng)方法綜合地考慮隨機(jī)因素，而這些隨機(jī)因素可能會(huì)極大程度影響已建立模型的效率和效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃的技術(shù)方案，以力圖解決或者至少緩解上面存在的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法，適于在計(jì)算設(shè)備中執(zhí)行，電動(dòng)汽車由聚合站控制充放電，聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商一同決定需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃，該方法包括如下步驟：首先建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型，電動(dòng)汽車費(fèi)用模型包括實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車備用容量費(fèi)用最小化的最小費(fèi)用函數(shù)；建立獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的運(yùn)營成本模型，運(yùn)營成本模型包括計(jì)算調(diào)節(jié)運(yùn)營服務(wù)的實(shí)際能量費(fèi)用的運(yùn)營成本函數(shù)；建立系統(tǒng)消耗模型，系統(tǒng)消耗模型包括計(jì)算常規(guī)成本對應(yīng)費(fèi)用的消耗成本函數(shù)；對電動(dòng)汽車費(fèi)用模塊、運(yùn)營成本模塊和系統(tǒng)消耗模型分別構(gòu)造對應(yīng)的約束條件；結(jié)合電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型；求取系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的最優(yōu)解，以優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，最小費(fèi)用函數(shù)以如下公式確定：

其中，v2g表示電動(dòng)汽車放電，g2v向電動(dòng)汽車充電，是第a個(gè)聚合站提供v2g備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的v2g容量，是第a個(gè)聚合站提供g2v備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的g2v容量，a＝1,…,a，a為聚合站的總數(shù)量，t＝1,…,t，t為時(shí)間總量。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，運(yùn)營成本函數(shù)以如下公式確定：

其中，是時(shí)段t內(nèi)提供g2v服務(wù)的折扣，ba,t是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量，是時(shí)段t內(nèi)電動(dòng)汽車的放電成本，是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的v2g備用容量。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，常規(guī)成本包括發(fā)電機(jī)組預(yù)期的發(fā)電成本、甩負(fù)荷成本和可再生能源削減成本，消耗成本函數(shù)以如下公式確定：

其中，是發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電成本，pg,t是t時(shí)段內(nèi)發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電量，是k節(jié)點(diǎn)損失負(fù)荷的單位懲罰成本，zk,t是t時(shí)段內(nèi)損失的負(fù)荷，是節(jié)點(diǎn)k處可再生能源的削減成本，ck,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)的可再生能源削減量，k＝1,…,k，k為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，約束條件包括電量平衡約束、預(yù)設(shè)技術(shù)約束、風(fēng)險(xiǎn)容許約束、充放電約束和備用容量約束。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，運(yùn)營成本模型和消耗成本模型滿足電量平衡約束，電量平衡約束以如下公式表示：

其中，hl,k為線路l的k節(jié)點(diǎn)處的關(guān)聯(lián)矩陣系數(shù)，取值為-1、0或1，fl,t是線路l在t時(shí)段內(nèi)的電流，是t時(shí)段內(nèi)風(fēng)力系統(tǒng)j的發(fā)電量，ψn,t是t時(shí)段內(nèi)光伏n的發(fā)電量；λk,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷，為t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的充電量，l＝1,…,l，l為線路總數(shù)。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，fl,t和pg,t滿足預(yù)設(shè)技術(shù)約束，預(yù)設(shè)技術(shù)約束以如下公式表示：

其中，為線路l的最大電流，為發(fā)電機(jī)組g的最小發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的最大發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的降出力約束，為發(fā)電機(jī)組g的升出力約束。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，消耗成本模型滿足風(fēng)險(xiǎn)容許約束，風(fēng)險(xiǎn)容許約束以如下公式表示：

其中，pr(·)表示求概率，γ表示特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，和滿足充放電約束，充放電約束以如下公式表示：

其中，m為無窮大數(shù)，qa,t為0-1變量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的電量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的剩余電池容量，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的充電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的放電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車預(yù)期離開時(shí)的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)離開第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量，為進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量。

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量ba,t滿足備用容量約束，備用容量約束以如下公式表示：

可選地，在根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法中，結(jié)合電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的步驟包括：獲取最小費(fèi)用函數(shù)、運(yùn)營成本函數(shù)和消耗成本函數(shù)之和，將其作為目標(biāo)函數(shù)；對約束條件進(jìn)行線性化處理，以獲取對應(yīng)的目標(biāo)約束；將目標(biāo)函數(shù)與目標(biāo)約束組合以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置，該裝置適于駐留在計(jì)算設(shè)備中，包括第一建立模塊、第二建立模塊、第三建立模塊、生成模塊、條件約束模塊和求解模塊。其中，第一建立模塊適于建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型，電動(dòng)汽車費(fèi)用模型包括實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車備用容量費(fèi)用最小化的最小費(fèi)用函數(shù)；第二建立模塊適于建立獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的運(yùn)營成本模型，運(yùn)營成本模型包括計(jì)算調(diào)節(jié)運(yùn)營服務(wù)的實(shí)際能量費(fèi)用的運(yùn)營成本函數(shù)；第三建立模塊適于建立系統(tǒng)消耗模型，系統(tǒng)消耗模型包括計(jì)算常規(guī)成本對應(yīng)費(fèi)用的消耗成本函數(shù)；條件約束模塊適于對電動(dòng)汽車費(fèi)用模塊、運(yùn)營成本模塊和系統(tǒng)消耗模型分別構(gòu)造對應(yīng)的約束條件；生成模塊適于結(jié)合電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型；求解模塊適于求取系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的最優(yōu)解，以優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種計(jì)算設(shè)備，包括根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種計(jì)算設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)處理器、存儲(chǔ)器以及一個(gè)或多個(gè)程序，其中一個(gè)或多個(gè)程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并被配置為由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，一個(gè)或多個(gè)程序包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法的指令。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，還提供一種存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，一個(gè)或多個(gè)程序包括指令，指令當(dāng)由計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算設(shè)備執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法。

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃的技術(shù)方案，首先分別建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，構(gòu)造這三個(gè)模型對應(yīng)的約束條件，并將上述三個(gè)模型結(jié)合起來以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型，對該模型求取最優(yōu)解，根據(jù)最優(yōu)解來優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。在上述技術(shù)方案中，通過考慮聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的合作，針對電動(dòng)汽車參與基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，提出了系統(tǒng)成本規(guī)劃模型，對于基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)，關(guān)注于分時(shí)電價(jià)，而對于基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)，關(guān)注于調(diào)節(jié)服務(wù)，有助于決策者明確風(fēng)險(xiǎn)水平，并通過風(fēng)險(xiǎn)水平平衡成本和收益，該模型在考慮聚合站收益的同時(shí)，對獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商所需要的備用容量水平進(jìn)行了優(yōu)化，獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商通過優(yōu)化調(diào)度常規(guī)能源發(fā)電和削減可再生能源發(fā)電量從而最小化運(yùn)行成本，聚合站通過優(yōu)化調(diào)度電動(dòng)汽車的充放電以獲得最大折扣或收入來最小化其電費(fèi)支出，不僅可用于優(yōu)化電動(dòng)汽車充電，還能支持有助于電網(wǎng)穩(wěn)定的需求響應(yīng)以及輔助服務(wù)。

附圖說明

為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實(shí)踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備100的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法200的流程圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的ieee6節(jié)點(diǎn)微網(wǎng)的示意圖；以及

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置300的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

圖1是示例計(jì)算設(shè)備100的框圖。在基本的配置102中，計(jì)算設(shè)備100典型地包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器106和一個(gè)或者多個(gè)處理器104。存儲(chǔ)器總線108可以用于在處理器104和系統(tǒng)存儲(chǔ)器106之間的通信。

取決于期望的配置，處理器104可以是任何類型的處理，包括但不限于：微處理器(μp)、微控制器(μc)、數(shù)字信息處理器(dsp)或者它們的任何組合。處理器104可以包括諸如一級(jí)高速緩存110和二級(jí)高速緩存112之類的一個(gè)或者多個(gè)級(jí)別的高速緩存、處理器核心114和寄存器116。示例的處理器核心114可以包括運(yùn)算邏輯單元(alu)、浮點(diǎn)數(shù)單元(fpu)、數(shù)字信號(hào)處理核心(dsp核心)或者它們的任何組合。示例的存儲(chǔ)器控制器118可以與處理器104一起使用，或者在一些實(shí)現(xiàn)中，存儲(chǔ)器控制器118可以是處理器104的一個(gè)內(nèi)部部分。

取決于期望的配置，系統(tǒng)存儲(chǔ)器106可以是任意類型的存儲(chǔ)器，包括但不限于：易失性存儲(chǔ)器(諸如ram)、非易失性存儲(chǔ)器(諸如rom、閃存等)或者它們的任何組合。系統(tǒng)存儲(chǔ)器106可以包括操作系統(tǒng)120、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用122以及程序數(shù)據(jù)124。在一些實(shí)施方式中，應(yīng)用122可以布置為在操作系統(tǒng)上利用程序數(shù)據(jù)124進(jìn)行操作。

計(jì)算設(shè)備100還可以包括有助于從各種接口設(shè)備(例如，輸出設(shè)備142、外設(shè)接口144和通信設(shè)備146)到基本配置102經(jīng)由總線/接口控制器130的通信的接口總線140。示例的輸出設(shè)備142包括圖形處理單元148和音頻處理單元150。它們可以被配置為有助于經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)a/v端口152與諸如顯示器或者揚(yáng)聲器之類的各種外部設(shè)備進(jìn)行通信。示例外設(shè)接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它們可以被配置為有助于經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)i/o端口158和諸如輸入設(shè)備(例如，鍵盤、鼠標(biāo)、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸輸入設(shè)備)或者其他外設(shè)(例如打印機(jī)、掃描儀等)之類的外部設(shè)備進(jìn)行通信。示例的通信設(shè)備146可以包括網(wǎng)絡(luò)控制器160，其可以被布置為便于經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)通信端口164與一個(gè)或者多個(gè)其他計(jì)算設(shè)備162通過網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的通信。

網(wǎng)絡(luò)通信鏈路可以是通信介質(zhì)的一個(gè)示例。通信介質(zhì)通常可以體現(xiàn)為在諸如載波或者其他傳輸機(jī)制之類的調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)中的計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊，并且可以包括任何信息遞送介質(zhì)?！罢{(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)”可以這樣的信號(hào)，它的數(shù)據(jù)集中的一個(gè)或者多個(gè)或者它的改變可以在信號(hào)中編碼信息的方式進(jìn)行。作為非限制性的示例，通信介質(zhì)可以包括諸如有線網(wǎng)絡(luò)或者專線網(wǎng)絡(luò)之類的有線介質(zhì)，以及諸如聲音、射頻(rf)、微波、紅外(ir)或者其它無線介質(zhì)在內(nèi)的各種無線介質(zhì)。這里使用的術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)二者。

計(jì)算設(shè)備100可以實(shí)現(xiàn)為服務(wù)器，例如文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器和web服務(wù)器等，也可以實(shí)現(xiàn)為小尺寸便攜(或者移動(dòng))電子設(shè)備的一部分，這些電子設(shè)備可以是諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、個(gè)人媒體播放器設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)瀏覽設(shè)備、個(gè)人頭戴設(shè)備、應(yīng)用專用設(shè)備、或者可以包括上面任何功能的混合設(shè)備。計(jì)算設(shè)備100還可以實(shí)現(xiàn)為包括桌面計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)配置的個(gè)人計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備100被配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法200。應(yīng)用122包括根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置300。

需要說明的是，電動(dòng)汽車由聚合站控制充放電，聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商一同決定需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商在系統(tǒng)中起著核心作用，其在市場中收集和發(fā)布各類成員的信息，比如發(fā)電機(jī)組、負(fù)荷中心以及電動(dòng)汽車的聚合站。獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商總是在維持供給與需求平衡中尋求系統(tǒng)運(yùn)行成本最小。電力系統(tǒng)由分布式發(fā)電機(jī)組組成，如常規(guī)的發(fā)電機(jī)組與可再生風(fēng)能和太陽能系統(tǒng)。由于每個(gè)電動(dòng)汽車的電池容量有限，單個(gè)電動(dòng)汽車對于電網(wǎng)的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。在整個(gè)電力市場中規(guī)劃小型用戶的參與是沒用的，但通過聚合服務(wù)控制大量電動(dòng)汽車的充放電是實(shí)現(xiàn)預(yù)期需求側(cè)響應(yīng)目標(biāo)的一種有效方式，因此需要采用如聚合站一樣的中間實(shí)體參與電動(dòng)汽車充放電活動(dòng)的投標(biāo)與協(xié)調(diào)。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法200的流程圖。電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法200適于在計(jì)算設(shè)備(例如圖1所示的計(jì)算設(shè)備100)中執(zhí)行。

如圖2所示，方法200始于步驟s210。在步驟s210中，建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型，電動(dòng)汽車費(fèi)用模型包括實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車備用容量費(fèi)用最小化的最小費(fèi)用函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，最小費(fèi)用函數(shù)以如下公式確定：

其中，v2g表示電動(dòng)汽車放電，g2v向電動(dòng)汽車充電，是第a個(gè)聚合站提供v2g備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的v2g容量，是第a個(gè)聚合站提供g2v備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的g2v容量，a＝1,…,a，a為聚合站的總數(shù)量，t＝1,…,t，t為時(shí)間總量。式(2)表示備用容量的范圍。

聚合站支持g2v和v2g模式，為使聚合站能恰當(dāng)安排電動(dòng)汽車的充放電，電動(dòng)汽車車主需報(bào)告其電池容量與出行計(jì)劃，即預(yù)計(jì)到達(dá)和離開的時(shí)間。為參與調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，聚合站需將可用容量與預(yù)測的電量狀態(tài)上報(bào)獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商。以soc表示聚合站的電動(dòng)汽車容量，rbc表示聚合站的剩余電池容量，當(dāng)電動(dòng)汽車在v2g模式中放電時(shí)，聚合站總的soc減少，rbc增加，當(dāng)電動(dòng)汽車在g2v模式中充電時(shí)，聚合站總的soc增加，rbc減少。

隨后，進(jìn)入步驟s220，建立獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的運(yùn)營成本模型，運(yùn)營成本模型包括計(jì)算調(diào)節(jié)運(yùn)營服務(wù)的實(shí)際能量費(fèi)用的運(yùn)營成本函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，運(yùn)營成本函數(shù)以如下公式確定：

其中，是時(shí)段t內(nèi)提供g2v服務(wù)的折扣，ba,t是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量，是時(shí)段t內(nèi)電動(dòng)汽車的放電成本，是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的v2g備用容量。

接下來，執(zhí)行步驟s230，建立系統(tǒng)消耗模型，系統(tǒng)消耗模型包括計(jì)算常規(guī)成本對應(yīng)費(fèi)用的消耗成本函數(shù)。其中，常規(guī)成本包括發(fā)電機(jī)組預(yù)期的發(fā)電成本、甩負(fù)荷成本和可再生能源削減成本。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，消耗成本函數(shù)以如下公式確定：

其中，是發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電成本，pg,t是t時(shí)段內(nèi)發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電量，是k節(jié)點(diǎn)損失負(fù)荷的單位懲罰成本，zk,t是t時(shí)段內(nèi)損失的負(fù)荷，是節(jié)點(diǎn)k處可再生能源的削減成本，ck,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)的可再生能源削減量，k＝1,…,k，k為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

通過上述建立的三個(gè)模型可知，在該需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目中，聚合站可以選擇分時(shí)電價(jià)作為基于時(shí)間的項(xiàng)目來提供調(diào)峰服務(wù)，如果在該項(xiàng)目中有電動(dòng)汽車參與，其應(yīng)對平峰、半高峰和高峰時(shí)段支付不同的價(jià)格，聚合站也可參與基于激勵(lì)的項(xiàng)目來提供v2g和g2v需要的調(diào)節(jié)等服務(wù)。這些服務(wù)讓獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商產(chǎn)生兩種不同類型的成本：向聚合站支付的備用容量費(fèi)用和能量費(fèi)用。容量費(fèi)用與每個(gè)聚合站在合同規(guī)定時(shí)間內(nèi)能提供的最大容量有關(guān)，其對應(yīng)于電動(dòng)汽車最小費(fèi)用模型，能量費(fèi)用與在v2g或g2v模式中實(shí)際的能量成本有關(guān)，其對應(yīng)于運(yùn)營成本模型。另外，還需要考慮一種類型的成本，即常規(guī)機(jī)組預(yù)期的發(fā)電成本、甩負(fù)荷成本和可再生能源削減成本之總和，其對應(yīng)于系統(tǒng)消耗模型。一定水平的電動(dòng)汽車容量需要作為備用以迅速響應(yīng)與緩和供應(yīng)過?；蛘{(diào)節(jié)服務(wù)不足，該備用水平應(yīng)當(dāng)確定適當(dāng)，與電動(dòng)汽車充放電和各種能源發(fā)電計(jì)劃有關(guān)的決定都應(yīng)謹(jǐn)慎，決定時(shí)應(yīng)該考慮未來有各種風(fēng)險(xiǎn)因素的可能場景，該風(fēng)險(xiǎn)是指負(fù)荷與供給不平衡的可能性。

在步驟s240中，對電動(dòng)汽車費(fèi)用模塊、運(yùn)營成本模塊和系統(tǒng)消耗模型分別構(gòu)造對應(yīng)的約束條件。其中，約束條件包括電量平衡約束、預(yù)設(shè)技術(shù)約束、風(fēng)險(xiǎn)容許約束、充放電約束和備用容量約束。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，運(yùn)營成本模型和消耗成本模型滿足電量平衡約束，所述電量平衡約束以如下公式表示：

其中，hl,k為線路l的k節(jié)點(diǎn)處的關(guān)聯(lián)矩陣系數(shù)，取值為-1、0或1，fl,t是線路l在t時(shí)段內(nèi)的電流，是t時(shí)段內(nèi)風(fēng)力系統(tǒng)j的發(fā)電量，ψn,t是t時(shí)段內(nèi)光伏n的發(fā)電量；λk,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷，為t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的充電量，l＝1,…,l，l為線路總數(shù)。式(7)表示各節(jié)點(diǎn)的電量平衡，流入某一節(jié)點(diǎn)的總電量(包括常規(guī)機(jī)組和可再生能源發(fā)出的電量以及聚合站釋放的電量)應(yīng)該等于流出該節(jié)點(diǎn)的總電量(包括滿足基底負(fù)荷電量、聚合站充電量以及可再生能源削減電量)。

實(shí)際上，式(4)、(5)、(8)和(9)可視為邊界條件，其中，式(4)表示g2v服務(wù)的容量限制，同樣地，聚合站的放電量受合同確定的最大v2g備用容量限制，如式(5)，而未滿足的需求和能量削減的邊界分別由實(shí)際需求和可用的可再生能源表示，如式(4)和式(5)。

進(jìn)一步地，fl,t和pg,t滿足預(yù)設(shè)技術(shù)約束，預(yù)設(shè)技術(shù)約束以如下公式表示：

其中，為線路l的最大電流，為發(fā)電機(jī)組g的最小發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的最大發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的降出力約束，為發(fā)電機(jī)組g的升出力約束。式(12)保證了發(fā)電機(jī)組在爬坡限制范圍內(nèi)運(yùn)行。

消耗成本模型滿足風(fēng)險(xiǎn)容許約束，風(fēng)險(xiǎn)容許約束以如下公式表示：

其中，pr(·)表示求概率，γ表示特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度。式(13)基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值概念，反映了決策者的風(fēng)險(xiǎn)視角。根據(jù)此約束，任何能源供給和負(fù)荷不匹配(通過未滿足負(fù)荷和能源削減來表示)的概率都應(yīng)小于或等于特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度γ。

進(jìn)一步地，和滿足充放電約束，所述充放電約束以如下公式表示：

其中，m為無窮大數(shù)，qa,t為0-1變量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的電量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的剩余電池容量，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的充電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的放電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車預(yù)期離開時(shí)的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)離開第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量，為進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量。式(14)和(16)保證聚合站在每個(gè)瞬間都只能在v2g或g2v兩種模式中的一種模式下運(yùn)行，式(15)保證充電量不超過聚合站可用的剩余容量,式(17)考慮放電效率，表明放電量受可用能量的限制。

另一方面，和可以如下公式表示：

式(18)表示了每個(gè)聚合站的電量狀態(tài)，其隨充放電情形的變化以及電池效率而改變。聚合站應(yīng)首先向即將離開的電動(dòng)汽車充電，電動(dòng)汽車的離開或加入也會(huì)影響聚合站總的充放電狀態(tài)。式(19)表明了聚合站剩余電池容量的變化，電動(dòng)汽車到達(dá)停車點(diǎn)的時(shí)間和充放電模式都將影響剩余電池容量，加入或離開的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)也會(huì)影響電池剩余容量。

在該實(shí)施方式中，第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量ba,t滿足備用容量約束，備用容量約束以如下公式表示：

完成約束條件的構(gòu)造后，進(jìn)入步驟s250，結(jié)合電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可通過以下方式生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。首先，獲取所述最小費(fèi)用函數(shù)、運(yùn)營成本函數(shù)和消耗成本函數(shù)之和，將其作為目標(biāo)函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)以如下公式確定：

然后，對約束條件進(jìn)行線性化處理，以獲取對應(yīng)的目標(biāo)約束，將目標(biāo)函數(shù)與目標(biāo)約束組合以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。在該實(shí)施方式中，分別線性化風(fēng)險(xiǎn)容許約束和備用容量約束，即以式(23)和(24)代替式(13)，引入式(25)～(28)來線性化式(20)，以保證所有情況均進(jìn)行了考慮，式(23)～(28)如下所示：

其中，wt為二進(jìn)制變量，如果能源供給和需求不匹配則設(shè)置wt為1，否則該變量為0。同樣，w′t和w″t也為0-1的二進(jìn)制變量。

最后，在步驟s250中，求取系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的最優(yōu)解，以優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于目標(biāo)約束對目標(biāo)函數(shù)即式(22)進(jìn)行求解，獲得系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的最優(yōu)解，根據(jù)該最優(yōu)解來優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。

為證明上述系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的有效性，使用改進(jìn)后的ieee6節(jié)點(diǎn)微網(wǎng)的一天的規(guī)劃來驗(yàn)證。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的ieee6節(jié)點(diǎn)微網(wǎng)的示意圖。如圖3所示，該ieee6節(jié)點(diǎn)微網(wǎng)包含三個(gè)具有相同爬坡限制的常規(guī)機(jī)組，即200kw每小時(shí)，每個(gè)機(jī)組的最大發(fā)電功率為700kw，對于常規(guī)機(jī)組不設(shè)置最小發(fā)電功率限制。每條線路的傳輸容量為500kw，電納為10標(biāo)幺值。假定三個(gè)負(fù)荷中心有相同的基底負(fù)荷，具體如表1所示。

表1

電動(dòng)汽車充電會(huì)增加不包含在基底負(fù)荷內(nèi)的額外負(fù)荷。每個(gè)停車場的最大容量為200輛汽車，由一個(gè)聚合站管理。假設(shè)每輛電動(dòng)汽車的電池容量為24kwh，并且充放電效率為99％，預(yù)計(jì)停車場中35％的汽車是電動(dòng)汽車(電動(dòng)汽車的滲透水平為35％)。進(jìn)入停車場的電動(dòng)汽車剩余30％的電量，離開時(shí)電池電量為90％。風(fēng)力(即風(fēng)能)和光伏(即太陽能)的發(fā)電量以加利佛利亞iso的風(fēng)力和光伏發(fā)電量數(shù)據(jù)按比例減小。

與可再生能源削減和損失負(fù)荷相關(guān)的成本分別設(shè)定為1.5美元/kwh和5美元/kwh，常規(guī)機(jī)組緊急發(fā)電的成本設(shè)為0.2美元/kwh，聚合站在v2g和g2v模式中獲得的收入為0.02美元/kwh，當(dāng)需要削減供給電能時(shí)，聚合站充電可得到100％的折扣。獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商會(huì)對聚合站出于調(diào)峰或其它目的而釋放的電量付費(fèi)，這項(xiàng)服務(wù)的費(fèi)用不同，主要取決于市場電價(jià)，在基本情況中，電價(jià)為0.01美元/kwh。在確定的情形下，放寬風(fēng)險(xiǎn)約束，在設(shè)定隨機(jī)參數(shù)的預(yù)期值后模型得以解決，在平滑負(fù)荷中引入電動(dòng)汽車能更好地利用可再生能源，并將充電負(fù)荷轉(zhuǎn)移至平峰時(shí)段。電動(dòng)汽車在可再生能源發(fā)電量大且基底負(fù)荷不足時(shí)提供g2v服務(wù)，并在高峰時(shí)段放電提供v2g服務(wù)。在可再生能源發(fā)電量與電動(dòng)汽車放電量不足以滿足基底負(fù)荷時(shí)使用常規(guī)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

在以上條件設(shè)定下，分別基于充電策略、風(fēng)險(xiǎn)水平、停車場可用性和負(fù)荷模式，對系統(tǒng)消耗模型進(jìn)行了分析。對于充電策略而言，分三種策略來運(yùn)用基本情形中的確定模型。在第一種策略中，假設(shè)電動(dòng)汽車不參與需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，并且它們一進(jìn)入停車場就開始充電；在第二種策略中，假設(shè)電動(dòng)汽車參與基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，由聚合站計(jì)劃其充電時(shí)間以減少電費(fèi)并平滑電網(wǎng)總的負(fù)荷，當(dāng)聚合站參與基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商僅通過最小化其運(yùn)行成本來響應(yīng)其充電模式；在第三種策略中，假設(shè)電動(dòng)汽車參與基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，對于參與v2g和g2v模式受到激勵(lì)。

在對這三種策略下的情況分別進(jìn)行分析后可知，參與需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目能同時(shí)減少聚合站和獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的成本。而與基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目比較，基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目能為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商節(jié)約更多的成本，主要是因?yàn)殡妱?dòng)汽車在g2v和v2g模式中的使用減少了與負(fù)荷損失和能源削減相關(guān)的成本，參與基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目還能為聚合站帶來收入，且非計(jì)劃充電迫使常規(guī)電力系統(tǒng)在高峰時(shí)段發(fā)更多的電。基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目通過適當(dāng)使用可再生資源，幾乎能完全消除對于常規(guī)能源發(fā)電的需要。需求響應(yīng)項(xiàng)目的主要目標(biāo)即減小高峰負(fù)荷，參與基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目能分別減少高峰負(fù)荷48％和51％。聚合站參與需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目能促進(jìn)其避免在高峰時(shí)段充電，充電活動(dòng)大多都在平峰時(shí)段進(jìn)行。

對于風(fēng)險(xiǎn)水平而言，將風(fēng)險(xiǎn)水平預(yù)定為0.01，即負(fù)荷和供給間的不匹配可能性應(yīng)小于1％。假設(shè)負(fù)荷、可再生能源發(fā)電、電動(dòng)汽車車主的行為、加入或離開聚合站的充電狀態(tài)均是不確定的，并建立有10個(gè)情景的情景樹，對系統(tǒng)消耗模型在各種風(fēng)險(xiǎn)閾值下進(jìn)行求解，包括0、0.0001、0.1和1，可知對于更高的風(fēng)險(xiǎn)閾值允許供給負(fù)荷間不匹配的可能性越高，因此備用要求更低。

對于停車場可用性而言，其也是確定備用容量的另一個(gè)影響因素，在基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目中測試三種類型的停車模式，使用與圖3中同樣的測試系統(tǒng)，并假設(shè)處于節(jié)點(diǎn)4、5、6的停車場都分別位于居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)，每個(gè)停車場的總?cè)萘繛?60輛汽車。在居民區(qū)和工業(yè)區(qū)的聚合站因其在午夜后容量可用，所以更愿意提供g2v服務(wù)，在白天，特別是在高峰時(shí)段，沒有必要削減可再生能源發(fā)電。商業(yè)區(qū)停車場在白天有更多的可用容量，相應(yīng)的聚合站在必要的時(shí)候可參與g2v服務(wù)，然而該區(qū)域不適合提供v2g服務(wù)，因?yàn)殡妱?dòng)汽車頻繁地離開或進(jìn)入影響電量狀態(tài)以及剩余電池容量。對于上述三個(gè)區(qū)域的充電模式，在居民區(qū)和工業(yè)區(qū)停放的電動(dòng)汽車因參與了g2v調(diào)節(jié)服務(wù)，所以從凌晨3點(diǎn)到6點(diǎn)保持全額充電狀態(tài)，而在高峰時(shí)段減少充電量以提供v2g服務(wù)，電動(dòng)汽車適當(dāng)?shù)某潆娨?guī)劃也阻止了其在高峰時(shí)段全額充電。

對于負(fù)荷模式而言，考慮到居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)的負(fù)荷模式有很大差別，需要區(qū)別對待。居民區(qū)的電動(dòng)汽車通常在上午平峰時(shí)段停放，由此可在這段時(shí)間為其充電并在高峰時(shí)段提供v2g服務(wù)。商業(yè)區(qū)的停車場可用性在高峰時(shí)段極不穩(wěn)定，因而不是v2g服務(wù)的可靠來源，但其可在清晨和夜晚21點(diǎn)后提供g2v服務(wù)。工業(yè)區(qū)的電動(dòng)汽車通常會(huì)停放至工作時(shí)間結(jié)束之后，因此，電動(dòng)汽車提供g2v服務(wù)是個(gè)不錯(cuò)的選擇，同時(shí)還能提供有限的v2g備用容量。此外，就基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目來說，其對居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)系統(tǒng)運(yùn)行成本的影響，與沒有需求側(cè)響應(yīng)參與的未規(guī)劃充電情形相比，還是有很大不同的。基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目對于減少高峰負(fù)荷更有效，而基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目在平衡電網(wǎng)中負(fù)荷與供給方面的能力更強(qiáng)。與基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目相比，基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目在三個(gè)區(qū)域中都能節(jié)約更多的成本，電動(dòng)汽車參與這些需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目有助于聚合站節(jié)約電費(fèi)支出，并在某些情形中獲得額外收入。

圖4示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置300的示意圖。如圖4所示，電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃裝置300包括第一建立模塊310、第二建立模塊320、第三建立模塊330、條件約束模塊340、生成模塊350和求解模塊360。

第一建立模塊310適于建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型，電動(dòng)汽車費(fèi)用模型包括實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車備用容量費(fèi)用最小化的最小費(fèi)用函數(shù)。第一建立模塊310進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建最小費(fèi)用函數(shù)：

其中，v2g表示電動(dòng)汽車放電，g2v向電動(dòng)汽車充電，是第a個(gè)聚合站提供v2g備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的v2g容量，是第a個(gè)聚合站提供g2v備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的g2v容量，a＝1,…,a，a為聚合站的總數(shù)量，t＝1,…,t，t為時(shí)間總量。

第二建立模塊320與第一建立模塊310相連，適于建立獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的運(yùn)營成本模型，運(yùn)營成本模型包括計(jì)算調(diào)節(jié)運(yùn)營服務(wù)的實(shí)際能量費(fèi)用的運(yùn)營成本函數(shù)。第二建立模塊320進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建運(yùn)營成本函數(shù)：

其中，是時(shí)段t內(nèi)提供g2v服務(wù)的折扣，ba,t是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量，是時(shí)段t內(nèi)電動(dòng)汽車的放電成本，是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的v2g備用容量。

第三建立模塊330與第二建立模塊320相連，適于建立系統(tǒng)消耗模型，系統(tǒng)消耗模型包括計(jì)算常規(guī)成本對應(yīng)費(fèi)用的消耗成本函數(shù)。其中，常規(guī)成本包括發(fā)電機(jī)組預(yù)期的發(fā)電成本、甩負(fù)荷成本和可再生能源削減成本。第三建立模塊330進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建消耗成本函數(shù)：

其中，是發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電成本，pg,t是t時(shí)段內(nèi)發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電量，是k節(jié)點(diǎn)損失負(fù)荷的單位懲罰成本，zk,t是t時(shí)段內(nèi)損失的負(fù)荷，是節(jié)點(diǎn)k處可再生能源的削減成本，ck,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)的可再生能源削減量，k＝1,…,k，k為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

條件約束模塊340分別與第一建立模塊310、第二建立模塊320和第三建立模塊330相連，適于對電動(dòng)汽車費(fèi)用模塊、運(yùn)營成本模塊和系統(tǒng)消耗模型分別構(gòu)造對應(yīng)的約束條件。其中，約束條件包括電量平衡約束、預(yù)設(shè)技術(shù)約束、風(fēng)險(xiǎn)容許約束、充放電約束和備用容量約束。運(yùn)營成本模型和消耗成本模型滿足電量平衡約束，條件約束模塊340適于按照如下公式構(gòu)建電量平衡約束：

其中，hl,k為線路l的k節(jié)點(diǎn)處的關(guān)聯(lián)矩陣系數(shù)，取值為-1、0或1，fl,t是線路l在t時(shí)段內(nèi)的電流，是t時(shí)段內(nèi)風(fēng)力系統(tǒng)j的發(fā)電量，ψn,t是t時(shí)段內(nèi)光伏n的發(fā)電量；λk,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷，為t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的充電量，l＝1,…,l，l為線路總數(shù)。fl,t和pg,t滿足預(yù)設(shè)技術(shù)約束，條件約束模塊340還適于按照如下公式確定預(yù)設(shè)技術(shù)約束：

其中，為線路l的最大電流，為發(fā)電機(jī)組g的最小發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的最大發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的降出力約束，為發(fā)電機(jī)組g的升出力約束。消耗成本模型滿足風(fēng)險(xiǎn)容許約束，條件約束模塊340還適于按照如下公式確定風(fēng)險(xiǎn)容許約束：

其中，pr(·)表示求概率，γ表示特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度。和滿足充放電約束，條件約束模塊340還適于按照如下公式構(gòu)建充放電約束：

其中，m為無窮大數(shù)，qa,t為0-1變量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的電量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的剩余電池容量，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的充電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的放電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車預(yù)期離開時(shí)的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)離開第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量，為進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量。第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量ba,t滿足備用容量約束，條件約束模塊340還適于按照如下公式構(gòu)建備用容量約束：

生成模塊350分別與第一建立模塊310、第二建立模塊320、第三建立模塊330和條件約束模塊340相連，適于結(jié)合電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。生成模塊350進(jìn)一步適于獲取最小費(fèi)用函數(shù)、運(yùn)營成本函數(shù)和消耗成本函數(shù)之和，將其作為目標(biāo)函數(shù)；對約束條件進(jìn)行線性化處理，以獲取對應(yīng)的目標(biāo)約束；將目標(biāo)函數(shù)與目標(biāo)約束組合以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。

求解模塊360與生成模塊350相連，適于求取系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的最優(yōu)解，以優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。

關(guān)于電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃的具體步驟以及實(shí)施例，在基于圖2-3的描述中已經(jīng)詳細(xì)公開，此處不再贅述。

現(xiàn)有技術(shù)對電動(dòng)汽車并網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，絕大多數(shù)是站在電動(dòng)汽車服務(wù)聚合站的角度來考慮的，也沒有同時(shí)考慮基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)，可在實(shí)際中還必須考慮聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的合作，而二者都盡力使自身的利益最大化。此外，隨著電動(dòng)汽車和可再生能源的并網(wǎng)，智能電網(wǎng)任何部件的不確定性可能會(huì)增加，之前對不確定性的考慮是分散的，僅關(guān)注一兩個(gè)方面，缺乏系統(tǒng)方法綜合地考慮隨機(jī)因素，而這些隨機(jī)因素可能會(huì)極大程度影響已建立模型的效率和效果。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃的技術(shù)方案，首先分別建立電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，構(gòu)造這三個(gè)模型對應(yīng)的約束條件，并將上述三個(gè)模型結(jié)合起來以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型，對該模型求取最優(yōu)解，根據(jù)最優(yōu)解來優(yōu)化電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃。在上述技術(shù)方案中，通過考慮聚合站與獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的合作，針對電動(dòng)汽車參與基于時(shí)間和基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，提出了系統(tǒng)成本規(guī)劃模型，對于基于時(shí)間的需求側(cè)響應(yīng)，關(guān)注于分時(shí)電價(jià)，而對于基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)，關(guān)注于調(diào)節(jié)服務(wù)，有助于決策者明確風(fēng)險(xiǎn)水平，并通過風(fēng)險(xiǎn)水平平衡成本和收益，該模型在考慮聚合站收益的同時(shí)，對獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商所需要的備用容量水平進(jìn)行了優(yōu)化，獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商通過優(yōu)化調(diào)度常規(guī)能源發(fā)電和削減可再生能源發(fā)電量從而最小化運(yùn)行成本，聚合站通過優(yōu)化調(diào)度電動(dòng)汽車的充放電以獲得最大折扣或收入來最小化其電費(fèi)支出，不僅可用于優(yōu)化電動(dòng)汽車充電，還能支持有助于電網(wǎng)穩(wěn)定的需求響應(yīng)以及輔助服務(wù)。

a7.如a6所述的方法，fl,t和pg,t滿足預(yù)設(shè)技術(shù)約束，所述預(yù)設(shè)技術(shù)約束以如下公式表示：

其中，為線路l的最大電流，為發(fā)電機(jī)組g的最小發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的最大發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的降出力約束，為發(fā)電機(jī)組g的升出力約束。

a8.如a6或7所述的方法，所述消耗成本模型滿足風(fēng)險(xiǎn)容許約束，所述風(fēng)險(xiǎn)容許約束以如下公式表示：

其中，pr(·)表示求概率，γ表示特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度。

a9.如a6-8中任一項(xiàng)所述的方法，和滿足充放電約束，所述充放電約束以如下公式表示：

其中，m為無窮大數(shù)，qa,t為0-1變量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的電量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的剩余電池容量，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的充電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的放電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車預(yù)期離開時(shí)的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)離開第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量，為進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量。

a10.如a6-9中任一項(xiàng)所述的方法，第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量ba,t滿足備用容量約束，所述備用容量約束以如下公式表示：

a11.如a1-10中任一項(xiàng)所述的方法，所述結(jié)合所述電動(dòng)汽車費(fèi)用模型、運(yùn)營成本模型和系統(tǒng)消耗模型，以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型的步驟包括：

獲取所述最小費(fèi)用函數(shù)、運(yùn)營成本函數(shù)和消耗成本函數(shù)之和，將其作為目標(biāo)函數(shù)；

對所述約束條件進(jìn)行線性化處理，以獲取對應(yīng)的目標(biāo)約束；

將所述目標(biāo)函數(shù)與所述目標(biāo)約束組合以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。

b13.如b12所述的裝置，所述第一建立模塊進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述最小費(fèi)用函數(shù)：

其中，v2g表示電動(dòng)汽車放電，g2v向電動(dòng)汽車充電，是第a個(gè)聚合站提供v2g備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的v2g容量，是第a個(gè)聚合站提供g2v備用的成本，是第a個(gè)聚合站在時(shí)段t需要提供的g2v容量，a＝1,…,a，a為聚合站的總數(shù)量，t＝1,…,t，t為時(shí)間總量。

b14.如b12或13所述的裝置，所述第二建立模塊進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述運(yùn)營成本函數(shù)：

其中，是時(shí)段t內(nèi)提供g2v服務(wù)的折扣，ba,t是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量，是時(shí)段t內(nèi)電動(dòng)汽車的放電成本，是第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的v2g備用容量。

b15.如b12-14中任一項(xiàng)所述的裝置，所述常規(guī)成本包括發(fā)電機(jī)組預(yù)期的發(fā)電成本、甩負(fù)荷成本和可再生能源削減成本，所述第三建立模塊進(jìn)一步適于按照如下公式構(gòu)建所述消耗成本函數(shù)：

其中，是發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電成本，pg,t是t時(shí)段內(nèi)發(fā)電機(jī)組g的發(fā)電量，是k節(jié)點(diǎn)損失負(fù)荷的單位懲罰成本，zk,t是t時(shí)段內(nèi)損失的負(fù)荷，是節(jié)點(diǎn)k處可再生能源的削減成本，ck,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)的可再生能源削減量，k＝1,…,k，k為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

b16.如b12-15中任一項(xiàng)所述的裝置，所述約束條件包括電量平衡約束、預(yù)設(shè)技術(shù)約束、風(fēng)險(xiǎn)容許約束、充放電約束和備用容量約束。

b17.如b16所述的裝置，所述運(yùn)營成本模型和消耗成本模型滿足電量平衡約束，所述條件約束模塊適于按照如下公式構(gòu)建所述電量平衡約束：

其中，hl,k為線路l的k節(jié)點(diǎn)處的關(guān)聯(lián)矩陣系數(shù)，取值為-1、0或1，fl,t是線路l在t時(shí)段內(nèi)的電流，是t時(shí)段內(nèi)風(fēng)力系統(tǒng)j的發(fā)電量，ψn,t是t時(shí)段內(nèi)光伏n的發(fā)電量；λk,t是t時(shí)段內(nèi)k節(jié)點(diǎn)處的負(fù)荷，為t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的充電量，l＝1,…,l，l為線路總數(shù)。

b18.如b17所述的裝置，fl,t和pg,t滿足預(yù)設(shè)技術(shù)約束，所述條件約束模塊還適于按照如下公式確定所述預(yù)設(shè)技術(shù)約束：

其中，為線路l的最大電流，為發(fā)電機(jī)組g的最小發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的最大發(fā)電量，為發(fā)電機(jī)組g的降出力約束，為發(fā)電機(jī)組g的升出力約束。

b19.如b17或18所述的裝置，所述消耗成本模型滿足風(fēng)險(xiǎn)容許約束，所述條件約束模塊還適于按照如下公式確定所述風(fēng)險(xiǎn)容許約束：

其中，pr(·)表示求概率，γ表示特定的風(fēng)險(xiǎn)容許限度。

b20.如b17-19中任一項(xiàng)所述的裝置，和滿足充放電約束，所述條件約束模塊還適于按照如下公式構(gòu)建所述充放電約束：

其中，m為無窮大數(shù)，qa,t為0-1變量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的電量，代表t時(shí)段內(nèi)第a個(gè)聚合站的剩余電池容量，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的充電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車的放電效率，為第a個(gè)聚合站中電動(dòng)汽車預(yù)期離開時(shí)的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)離開第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量，為進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電量狀態(tài)，為t時(shí)段內(nèi)進(jìn)入第a個(gè)聚合站的電動(dòng)汽車的電池容量。

b21.如b17-20中任一項(xiàng)所述的裝置，第a個(gè)聚合站在t時(shí)段實(shí)際提供的g2v備用容量ba,t滿足備用容量約束，所述條件約束模塊還適于按照如下公式構(gòu)建所述備用容量約束：

b22.如b12-21中任一項(xiàng)所述的裝置，所述生成模塊進(jìn)一步適于：

獲取所述最小費(fèi)用函數(shù)、運(yùn)營成本函數(shù)和消耗成本函數(shù)之和，將其作為目標(biāo)函數(shù)；

對所述約束條件進(jìn)行線性化處理，以獲取對應(yīng)的目標(biāo)約束；

將所述目標(biāo)函數(shù)與所述目標(biāo)約束組合以生成系統(tǒng)成本規(guī)劃模型。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在本文所公開的示例中的設(shè)備的模塊或單元或組間可以布置在如該實(shí)施例中所描述的設(shè)備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設(shè)備不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。前述示例中的模塊可以組合為一個(gè)模塊或者此外可以分成多個(gè)子模塊。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。可以把實(shí)施例中的模塊或單元或組間組合成一個(gè)模塊或單元或組間，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組間。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

此外，所述實(shí)施例中的一些在此被描述成可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法元素的組合。因此，具有用于實(shí)施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實(shí)施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實(shí)施例的在此所述的元素是如下裝置的例子：該裝置用于實(shí)施由為了實(shí)施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。

這里描述的各種技術(shù)可結(jié)合硬件或軟件，或者它們的組合一起實(shí)現(xiàn)。從而，本發(fā)明的方法和設(shè)備，或者本發(fā)明的方法和設(shè)備的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如軟盤、cd-rom、硬盤驅(qū)動(dòng)器或者其它任意機(jī)器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代碼(即指令)的形式，其中當(dāng)程序被載入諸如計(jì)算機(jī)之類的機(jī)器，并被所述機(jī)器執(zhí)行時(shí)，所述機(jī)器變成實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。

在程序代碼在可編程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的情況下，計(jì)算設(shè)備一般包括處理器、處理器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)(包括易失性和非易失性存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)元件)，至少一個(gè)輸入裝置，和至少一個(gè)輸出裝置。其中，存儲(chǔ)器被配置用于存儲(chǔ)程序代碼；處理器被配置用于根據(jù)該存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述程序代碼中的指令，執(zhí)行本發(fā)明的電動(dòng)汽車參與需求側(cè)響應(yīng)的規(guī)劃方法。

以示例而非限制的方式，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息。通信介質(zhì)一般以諸如載波或其它傳輸機(jī)制等已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)來體現(xiàn)計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)，并且包括任何信息傳遞介質(zhì)。以上的任一種的組合也包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。

如在此所使用的那樣，除非另行規(guī)定，使用序數(shù)詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實(shí)例，并且并不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時(shí)間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。

盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍，對本發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。