本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，涉及一種計及負(fù)荷聚合商和電動汽車響應(yīng)可靠性的優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)外已有很過針對電動汽車充放電的研究成果。luox等建立單輛電動汽車充電迫切程度指標(biāo)，進(jìn)一步分析電動汽車充放電功率在虛擬公共電價條件下的自動響應(yīng)策略，實現(xiàn)調(diào)頻和平抑電網(wǎng)風(fēng)電接入產(chǎn)生的功率波動。flathcm等指出，時間上的實時電價和空間上的節(jié)點電價、區(qū)域電價能對電動汽車起到良好的引導(dǎo)作用，實現(xiàn)電壓均衡、削峰填谷等。潘樟惠等從電力市場角度出發(fā)，用戶側(cè)電動汽車代理商采用模擬發(fā)電側(cè)發(fā)電廠競價上網(wǎng)的方式，建立基于需求側(cè)放電競價的優(yōu)化調(diào)度模型，實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷和降低用戶側(cè)充電成本的目標(biāo)。麻秀范等在負(fù)荷聚合商研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，空間上建立節(jié)點阻塞電價的雙層優(yōu)化調(diào)度模型，上層從供電側(cè)出發(fā)，考慮發(fā)電成本最小化建立直流最優(yōu)潮流模型得到節(jié)點阻塞電價；下層從需求側(cè)出發(fā)，根據(jù)上層傳遞的節(jié)點阻塞電價，考慮充電費用、電池?fù)p耗及用戶等待時間建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，再將優(yōu)化后充放電負(fù)荷反饋給上層，以實現(xiàn)用戶和電網(wǎng)的經(jīng)濟效益最大化。常方宇等從用戶側(cè)出發(fā)，將消費者心理學(xué)原理應(yīng)用于描述電網(wǎng)需求側(cè)用戶對分時電價價差的響應(yīng)情況，研究如何有效制定分時電價價格和對應(yīng)的充電峰平谷時段，引導(dǎo)用戶用電，實現(xiàn)降低峰谷負(fù)荷差率及運營商、用戶的經(jīng)濟效益共贏的目標(biāo)。該類方法主要通過電價引導(dǎo)電動汽車充放電，旨在滿足電網(wǎng)削峰填谷和用戶經(jīng)濟性，鮮有計及電動汽車響應(yīng)存在不確定性，策略執(zhí)行存在風(fēng)險。

目前研究主要針對電動汽車確定性響應(yīng)，鮮有計及響應(yīng)不確定的研究。潘樟惠和馬金祥等均考慮電動汽車響應(yīng)不確定性，前者采用違約懲罰的方式，后者采取建立用戶信用等級庫對用戶響應(yīng)情況進(jìn)行獎勵，均在一定程度降低電動汽車的違約可能，提升電網(wǎng)的運行可靠性。但是違約懲罰一定程度降低用戶積極性，且激勵獎勵沒有將響應(yīng)不確定性較高的電動汽車剔除調(diào)度計劃從而帶來調(diào)度風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種計及負(fù)荷聚合商和電動汽車響應(yīng)可靠性的優(yōu)化調(diào)度方法。考慮電動汽車放電邊際成本和供電側(cè)發(fā)電成本，確定放電電價的上下邊界，引入消費者心理學(xué)原理表征電動汽車用戶對電價響應(yīng)的不確定性，制定計及負(fù)荷聚合商和電動汽車響應(yīng)可靠性的放電電價定價策略，進(jìn)而建立基于充放電電價的負(fù)荷聚合商和電動汽車優(yōu)化調(diào)度模型。最后，以電網(wǎng)實現(xiàn)降低網(wǎng)損、運行成本和用戶側(cè)經(jīng)濟效益最大化為目標(biāo)，建立基于時空充放電電價的負(fù)荷聚合商和電動汽車優(yōu)化調(diào)度模型。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

計及負(fù)荷聚合商和電動汽車響應(yīng)可靠性的優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

s1：計算電動汽車(electricvehicle,ev)放電邊際成本和供電側(cè)發(fā)電成本，從而確定放電電價的上下邊界；

s2：引入消費者心理學(xué)原理表征電動汽車用戶對電價響應(yīng)的不確定性；

s3：制定計及負(fù)荷聚合商(loadaggregator,la)和電動汽車響應(yīng)可靠性的放電電價定價策略；

s4：建立基于充放電電價的負(fù)荷聚合商和電動汽車優(yōu)化調(diào)度模型；以電網(wǎng)實現(xiàn)降低網(wǎng)損、運行成本和用戶側(cè)經(jīng)濟效益最大化為目標(biāo)，建立基于時空充放電電價的負(fù)荷聚合商和電動汽車優(yōu)化調(diào)度模型；輸出節(jié)點電動汽車充放電電價、電動汽車充放電情況、負(fù)荷聚合商響應(yīng)情況和系統(tǒng)調(diào)度計劃。

進(jìn)一步，所述步驟s1具體包括以下步驟：

s101：計算ev的效益函數(shù)ce_s,t＝ρdis,tqe,t-ce_loss,t，其中：ce_s,t表示時段t用戶側(cè)ev的放電效益；ρdis,t表示時段t用戶側(cè)ev的實際放電電價，ce_loss,t表示ev的損耗成本；qe,t表示充放電電量；

當(dāng)ce_s,t≥0時，得到ev在時段t可接受的單位電能放電電價下界ρev_dis,t；

s102：計算電力公司的效益函數(shù)cg_s,t＝cgrid,t-ρgr_dis,tqe,t，其中cgrid,t表示電力公司成本；ρgr_dis,t表示時段t電力公司可接受的ev單位電能放電電價，qe,t表示為新增發(fā)電量；

當(dāng)cg_s,t≥0時，得到電力公司可接受的ev單位電能放電電價上界ρgr_dis,t。

進(jìn)一步，所述步驟s2具體包括以下步驟：

s201：計算放電電價響應(yīng)度η：

ke＝ηe,max/(ρgr_dis,t-ρev_dis,t)

式中：ρdis,t表示時段t用戶側(cè)ev的實際放電電價；ρev_dis,t表示死區(qū)閥值，即臨界放電電價；ρgr_dis,t表示時段t電力公司可接受的ev單位電能放電電價；ηgr_dis,t表示飽和區(qū)閥值，即飽和放電電價；ηe,max表示ev用戶響應(yīng)百分比的飽和值；ke表示ev用戶響應(yīng)曲線線性區(qū)斜率；

s202：用分段線性函數(shù)的形式表征ev用戶對放電電價的響應(yīng)曲線，其中橫坐標(biāo)表示電網(wǎng)運營商制定的放電電價，縱坐標(biāo)表示ev用戶對應(yīng)的放電電價響應(yīng)百分?jǐn)?shù)，即放電電價響應(yīng)度；曲線與橫坐標(biāo)的交點為(ρev_dis,t,0)，其中ρev_dis,t表示臨界放電電價，即用戶對電價開始響應(yīng)的最小值；飽和區(qū)轉(zhuǎn)折點為(ρgr_dis,t,ηe,max)，其中ρgr_dis,t表示飽和放電電價，即用戶響應(yīng)達(dá)到極限，且響應(yīng)波動可近似忽略的電價臨界值。

進(jìn)一步，所述步驟s3具體包括以下步驟：

s301：設(shè)δ～n(u,σ²)，δmin,δmax為已知的兩個實數(shù)，δ滿足δmin≤δ≤δmax條件的數(shù)學(xué)概率分布為截斷正態(tài)分布，記為n(u,σ²,δmin,δmax)，其概率密度函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

期望為：

式中：表示標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率密度函數(shù)；φ(δ)表示累積分布函數(shù)；

s302：la與ev協(xié)調(diào)調(diào)度后，用戶側(cè)的調(diào)度策略響應(yīng)可靠性為：

γe(t)＝1-fp(t)

式中：γe(t)表示時段t所有用戶響應(yīng)的調(diào)度策略響應(yīng)可靠性；表示放電電價下優(yōu)化后ev用戶響應(yīng)的數(shù)量；γla,k表示第k個la的響應(yīng)可靠性；pla1,k、pla0,k分別表示第k個la需求響應(yīng)前后的負(fù)載功率，qdis,n表示車輛n用戶能夠放電的電能總量；qe,t表示電力公司新增發(fā)電電量；qev,n(t)表示車輛n響應(yīng)電量；

s303：確定ev用戶和la各自需要響應(yīng)的負(fù)荷容量。

進(jìn)一步，所述步驟s4具體包括以下步驟：

s401：從用戶側(cè)角度考慮，la需求響應(yīng)和ev用戶充放電經(jīng)濟效益最大化，其目標(biāo)函數(shù)為：

cla_price,k(t)＝hk(pla1,k(t)-pla0,k(t))ρprice,k(t)

式中：t表示調(diào)度時段數(shù)；n表示電動汽車總數(shù)量；ρch,t、ρdis,t分別表示充放電電價；pch,n(t)、pdis,n(t)分別表示時段t車輛n的充放電功率；ηch、ηdis分別表示ev的充放電效率；statech,n(t)、statedis,n(t)分別表示時段t車輛n的充放狀態(tài)；pla1,k、pla0,k表示第k個la優(yōu)化調(diào)整前后的負(fù)荷功率；ρla_price,k(t)表示時段t中斷補償電價，采用高賠償倍數(shù)補償方式；hk(·)表示高補償倍數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)；ρprice,k(t)表示時段t第k個la的實時電價；k表示la數(shù)目；cev,t表示時段t電網(wǎng)支付ev的經(jīng)濟成本；cla,t表示時段t電網(wǎng)支付la的響應(yīng)成本；

s402：從電網(wǎng)側(cè)角度考慮，時間層最大化挖掘用戶側(cè)需求響應(yīng)的能力對模型進(jìn)一步優(yōu)化后，用戶側(cè)用電經(jīng)濟效益最大化，電網(wǎng)側(cè)期望該調(diào)度策略響應(yīng)可靠性最高，其目標(biāo)函數(shù)為：

s403：綜上：

f1和f2兩目標(biāo)函數(shù)量綱不同，對目標(biāo)函數(shù)采用歸一化自適應(yīng)權(quán)重法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題，具體歸一化轉(zhuǎn)化公式如下：

通過歸一化將其處理為同一量綱后，采用自適應(yīng)權(quán)重法后，模型的目標(biāo)函數(shù)為：

minf＝λ1f1+λ2f2

式中：λ1、λ2分別表示優(yōu)化模型中用戶側(cè)經(jīng)濟效益和電網(wǎng)側(cè)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性各自所占比重的大小，即偏好系數(shù)，其約束條件為：

λ1+λ2＝1，且λ1≥0，λ2≥0

約束條件除考慮節(jié)點電壓約束、電動汽車功率約束、電動汽車充放電時間約束、負(fù)荷聚合商可中斷功率約束外，還考慮電價約束為：

s404：輸出節(jié)點電動汽車充放電電價、電動汽車充放電情況、負(fù)荷聚合商響應(yīng)情況和系統(tǒng)調(diào)度計劃。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的計及時間尺度的充放電電價優(yōu)化調(diào)度模型能有效根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平制定ev的放電電價和la的可中斷補償電價，并制定相應(yīng)的調(diào)度響應(yīng)計劃。另外，調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平越高，ev的放電電價越低，la的可中斷補償電價上升，ev響應(yīng)放電電量減少，將導(dǎo)致用戶側(cè)經(jīng)濟效益下降；僅當(dāng)可中斷補償電價大于ev放電電價時，la可中斷電量獲取的經(jīng)濟效益高于ev放電量降低造成的經(jīng)濟效益損失，將使用戶側(cè)經(jīng)濟效益回升。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為電動汽車用戶放電電價響應(yīng)曲線圖；

圖2為ieee33節(jié)點配電網(wǎng)示意圖；

圖3為調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平對電價制定的影響示意圖；

圖4為調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平對用戶側(cè)經(jīng)濟效益的影響示意圖；

圖5為優(yōu)化調(diào)度策略流程圖；

圖6為日充放電功率需求曲線圖；

圖7為電網(wǎng)電壓分布圖；

圖8為電網(wǎng)節(jié)點電價分布圖；

圖9為節(jié)點時空功率調(diào)度圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

已知空間各節(jié)點時間序列變動的電能qe，在每個節(jié)點下的時間尺度上作進(jìn)一步優(yōu)化，電網(wǎng)運營商考慮制定合理的實時充放電電價，引導(dǎo)各個時段的ev(電動汽車)用戶充放電和la(負(fù)荷聚合商)需求響應(yīng)，實現(xiàn)削峰填谷和確保電網(wǎng)運行穩(wěn)定性；ev用戶和la分別考慮何時充放電和需求響應(yīng)，實現(xiàn)自身經(jīng)濟效益最大化。

1充放電電價邊界值確定

鑒于目前我國的電力市場機制，ev和la均相當(dāng)于電網(wǎng)負(fù)荷，因此充電電價cch,t均采用系統(tǒng)實時發(fā)布的節(jié)點電價ρprice,t。

考慮電網(wǎng)收益和傳統(tǒng)發(fā)電備用成本，計及ev的用戶損耗和備用成本，制定合理的放電電價，鼓勵ev用戶積極響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度。

(1)ev效益函數(shù)和放電電價下界

ev損耗成本ce_loss,t由兩部分組成，放電過程中引起的損耗成本ce_dis,t和電池壽命損耗折算成本ce_l,t。即：

ce_loss,t＝ce_dis,t+ce_l,t(1)

放電過程中放電效率損耗成本，用當(dāng)前充電電價與損失電能的乘積表示，即為用戶的固定成本，理解為用戶參與釋放規(guī)定電能時必將損失的固定成本。

ce_dis,t＝ρpri_ch,tqe,t(2)

式中：ρpri_ch,t為充電電價；qe,t為ev所需釋放的電能。

文獻(xiàn)(梅杰,高賜威.交通特性在電動汽車并網(wǎng)研究中的考慮[j].電網(wǎng)技術(shù),2015,39(12):3549-3555.、ahlertkh,blockc.assessingtheimpactofpriceforecasterrorsontheeconomicsofdistributedstoragesystems[c]//systemsciences(hicss),201043rdhawaiiinternationalconferenceon.hawaii,ieee,2010:1-10.)中提到電池使用成本能夠表征電池壽命。由循環(huán)充放電導(dǎo)致電池整體性能退化的成本ce_l,t與充放電電量qe,t成大致線性關(guān)系，即：

式中：為因循環(huán)充電造成的損耗成本系數(shù)，為常數(shù)。

ev的效益函數(shù)即為ev收益與ev的損耗成本之差：

ce_s,t＝ρdis,tqe,t-ce_loss,t(4)

式中：ce_s,t表示時段t用戶側(cè)ev的放電效益；ρdis,t表示時段t用戶側(cè)ev的實際放電電價。

由式(4)可知，為保證ev用戶無利益損失，當(dāng)ce_s,t≥0時，即為ev在時段t可接受的單位電能放電電價下界ρev_dis,t，如式(5)所示，充分體現(xiàn)了用戶理性參與的意愿，在保證自身虧損的基礎(chǔ)上參與市場調(diào)度。

(2)電力公司效益函數(shù)和放電電價上界

電力公司成本cgrid,t為新增發(fā)電qe,t時，從運行經(jīng)濟性角度出發(fā)選取傳統(tǒng)備用發(fā)電機組中等耗量微增率最低的機組計算，如式(6)。

cgen,i(t)＝ai+bipgen,i(t)+cipgen,i(t)²(8)

式中：pgen,i(t)表示發(fā)電機i的有功出力；cgen,i(t)分別表示電力公司新增發(fā)電qe,t時的發(fā)電成本和原始發(fā)電成本。

當(dāng)時段t電力公司節(jié)省的傳統(tǒng)發(fā)電備用成本用于補償ev放電，電力公司的效益函數(shù)cg_s,t如式(9)所示。

cg_s,t＝cgrid,t-ρgr_dis,tqe,t(9)

保證電力公司盈利，即cg_s,t≥0。記cgrid,t/qe,t表示電力公司可接受的ev單位電能放電電價上界ρgr_dis,t，結(jié)合式(6)-(9)推導(dǎo)電力公司接受的電價上界ρgr_dis,t，如式(10)所示。

ρgr_dis,t＝bi+ciqe,t+2cipgen,i(t)(10)

式(10)為放電電能qe,t一定時，電力公司可接受的單位電能放電電價上界。

2放電電價下ev用戶響應(yīng)機制

根據(jù)消費者心理學(xué)原理對用戶響應(yīng)行為的研究表明，用戶對電價的響應(yīng)有一個最小可覺差(臨界閥值)，即當(dāng)補償電價未到達(dá)臨界閥值時，用戶響應(yīng)不敏感，定義為響應(yīng)不敏感區(qū)域(相當(dāng)于死區(qū))；當(dāng)補償電價超過臨界閥值時，用戶將與補償電價呈現(xiàn)線性相關(guān)的響應(yīng)效果，定義為響應(yīng)線性區(qū)域(相當(dāng)于線性區(qū))；補償電價持續(xù)增大，但是用戶響應(yīng)存在飽和值，即當(dāng)補償電價超過一個飽和值時，用戶將不會再進(jìn)一步的響應(yīng)，定義為飽和區(qū)域(相當(dāng)于飽和區(qū))。按照以上原理，定義ev用戶響應(yīng)百分比表征ev用戶對電網(wǎng)運營商制定的放電電價響應(yīng)度，即當(dāng)電網(wǎng)運營商實施不同放電電價(即補償電價)時，具有剩余電能的ev用戶響應(yīng)的數(shù)量占具有剩余電能的所有ev用戶數(shù)量的百分比。

放電電價響應(yīng)度η為：

ke＝ηe,max/(ρgr_dis,t-ρev_dis,t)(12)

式中：ρev_dis,t表示死區(qū)閥值(臨界放電電價)；ηgr_dis,t表示飽和區(qū)閥值(飽和放電電價)；ηe,max表示ev用戶響應(yīng)百分比的飽和值；ke表示ev用戶響應(yīng)曲線線性區(qū)斜率。

用分段線性函數(shù)的形式表征ev用戶對放電電價的響應(yīng)曲線，如圖1所示。其中橫坐標(biāo)表示電網(wǎng)運營商制定的放電電價，縱坐標(biāo)表示ev用戶對應(yīng)的放電電價響應(yīng)百分?jǐn)?shù)，即放電電價響應(yīng)度，點a、b分別表示死區(qū)轉(zhuǎn)折點和飽和區(qū)轉(zhuǎn)折點。其物理含義闡述如表1所示。

表1響應(yīng)原理概念闡述

3計及l(fā)a和ev響應(yīng)可靠性的放電電價定價策略

提出“按質(zhì)響應(yīng)”的定價策略，高放電電價時，削負(fù)荷容量較多，優(yōu)先考慮高可靠性用戶響應(yīng)，削負(fù)荷容量仍有缺額時，考慮低可靠性用戶響應(yīng)；在低放電電價時，削負(fù)荷容量較少，僅考慮部分高可靠性用戶優(yōu)先響應(yīng)。

首先，考慮ev用戶響應(yīng)中途脫離電網(wǎng)造成的違約電量分布在非負(fù)區(qū)間[0,qdis,n]內(nèi)，其中qdis,n表示車輛n用戶能夠放電的電能總量，因此，ev違約模型考慮應(yīng)用截斷正態(tài)分布來模擬ev用戶違約電量的隨機分布。設(shè)δ～n(u,σ²)，δmin,δmax為已知的兩個實數(shù)，δ滿足δmin≤δ≤δmax條件的數(shù)學(xué)概率分布為截斷正態(tài)分布,記為n(u,σ²,δmin,δmax)。其概率密度函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

期望為：

式中：表示標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率密度函數(shù)；φ(δ)表示累積分布函數(shù)。

現(xiàn)實生活中的各類用戶，考慮la基于激勵的需求響應(yīng)具有一定的強制約束性，為簡化分析，其la響應(yīng)可靠性γla定義為各類用戶對供電可靠性的要求，設(shè)為常數(shù)。la與ev協(xié)調(diào)調(diào)度后，用戶側(cè)的調(diào)度策略響應(yīng)可靠性為：

γe(t)＝1-fp(t)(16)

式中：γe(t)表示時段t所有用戶響應(yīng)的調(diào)度策略響應(yīng)可靠性；表示放電電價下優(yōu)化后ev用戶響應(yīng)的數(shù)量；γla,k表示第k個la的響應(yīng)可靠性；pla1,k、pla0,k分別表示第k個la需求響應(yīng)前后的負(fù)載功率；qdis,n表示車輛n用戶能夠放電的電能總量；qe,t表示電力公司新增發(fā)電電量；qev,n(t)表示車輛n響應(yīng)電量。

通過上述理論，考慮電網(wǎng)運營商的調(diào)度策略響應(yīng)可靠性要求，即可根據(jù)ev用戶和la的響應(yīng)可靠性水平，確定ev用戶和la各自需要響應(yīng)的負(fù)荷容量，再根據(jù)ev放電電價響應(yīng)模型即可確定放電電價。

4計及l(fā)a和ev時間尺度的優(yōu)化調(diào)度模型

用戶側(cè)

從用戶側(cè)角度考慮，希望la需求響應(yīng)和ev用戶充放電經(jīng)濟效益最大化，其目標(biāo)函數(shù)為：

cla_price,k(t)＝hk(pla1,k(t)-pla0,k(t))ρprice,k(t)(21)

式中：t表示調(diào)度時段數(shù)；n表示電動汽車總數(shù)量；ρch,t、ρdis,t分別表示充放電電價；pch,n(t)、pdis,n(t)分別表示時段t車輛n的充放電功率；ηch、ηdis分別表示ev的充放電效率；statech,n(t)、statedis,n(t)分別表示時段t車輛n的充放狀態(tài)；pla1,k、pla0,k表示第k個la優(yōu)化調(diào)整前后的負(fù)荷功率；ρla_price,k(t)表示時段t中斷補償電價，采用高賠償倍數(shù)補償方式；hk(·)表示高補償倍數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)；ρprice,k(t)表示時段t第k個la的實時電價；k表示la數(shù)目；cev,t表示時段t電網(wǎng)支付ev的經(jīng)濟成本；cla,t表示時段t電網(wǎng)支付la的響應(yīng)成本。

電網(wǎng)側(cè)

時間層最大化挖掘用戶側(cè)需求響應(yīng)的能力對模型進(jìn)一步優(yōu)化后，用戶側(cè)用電經(jīng)濟效益最大化，而電網(wǎng)側(cè)則期望該調(diào)度策略響應(yīng)可靠性最高，其目標(biāo)函數(shù)為：

綜上可知，這是一個從用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)兩方面綜合考慮的多目標(biāo)、多約束的優(yōu)化問題，即：

分析知f1和f2兩目標(biāo)函數(shù)量綱不同，因此，對本模型的目標(biāo)函數(shù)采用歸一化自適應(yīng)權(quán)重法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題。具體歸一化轉(zhuǎn)化公式如下：

通過歸一化將其處理為同一量綱后，采用自適應(yīng)權(quán)重法后，模型的目標(biāo)函數(shù)為：

minf＝λ1f1+λ2f2(25)

式中：λ1、λ2分別表示優(yōu)化模型中用戶側(cè)經(jīng)濟效益和電網(wǎng)側(cè)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性各自所占比重的大小，即偏好系數(shù)，其約束條件如下：

λ1+λ2＝1，且λ1≥0，λ2≥0(26)

約束條件除考慮節(jié)點電壓約束、電動汽車功率約束、電動汽車充放電時間約束、負(fù)荷聚合商可中斷功率約束等外，還考慮電價約束如下所示：

5算例數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)模型

考慮ev時空充放電均在配電網(wǎng)，故參考文獻(xiàn)(hel,yangj,yanj,etal.abi-layeroptimizationbasedtemporalandspatialschedulingforlarge-scaleelectricvehicles[j].appliedenergy,2016,168:179-192.)修改ieee33節(jié)點配電系統(tǒng)為例，驗證本文所提模型和算法的有效性，節(jié)點目的地分類及電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖2，發(fā)電側(cè)和配電網(wǎng)用戶通過簡化的變壓器和輸電線路連接，節(jié)點1連接的機組參數(shù)及相關(guān)系數(shù)見表a1，基準(zhǔn)容量100mva，電壓等級12.66kv。選取節(jié)點2、21、24作為辦公區(qū)負(fù)荷接入點，節(jié)點6、10、30作為商業(yè)休閑區(qū)負(fù)荷接入點，節(jié)點16、18、33作為居民區(qū)負(fù)荷接入點，各節(jié)點均安裝有ev充放電設(shè)備和智能控制終端。la可中斷容量取實時負(fù)荷的10％，高賠償可中斷負(fù)荷參數(shù)和響應(yīng)可靠性水平見表a2。ev相關(guān)參數(shù)和數(shù)量求取參考文獻(xiàn)(李振坤,田源,董成明,等.基于隨機潮流的含電動汽車配電網(wǎng)內(nèi)分布式電源規(guī)劃[j].電力系統(tǒng)自動化,2014,38(16):60-66.)，電池補償成本參考文獻(xiàn)(楊甲甲,趙俊華,文福拴,等.含電動汽車和風(fēng)電機組的虛擬發(fā)電廠競價策略[j].電力系統(tǒng)自動化,2014,38(13):92-102.)，滲透率選擇50％，典型日ev時空充放電典型抽樣充放電負(fù)荷曲線如圖6所示，各節(jié)點la疊加ev日充放電曲線后，典型日節(jié)點有功功率數(shù)據(jù)表a3所示。截斷分布的上限δmax＝qdis,n，對應(yīng)ev用戶持續(xù)響應(yīng)放電電價直到調(diào)度完成；其截斷分布的下限δmin＝0，對應(yīng)ev用戶未參與響應(yīng)，均值和方差設(shè)定為u＝0,σ＝qdis,n。

表a1ieee33節(jié)點系統(tǒng)機組參數(shù)

注：發(fā)電機g1～g3位于節(jié)點1。

表a2高賠償可中斷負(fù)荷參數(shù)

表a3典型日各時段節(jié)點負(fù)荷(單位:mw)

基礎(chǔ)算例考慮在ev初始抽樣充放電接入電網(wǎng)情況下，結(jié)合節(jié)點負(fù)荷數(shù)據(jù)對其進(jìn)行最優(yōu)潮流計算，得到時空電壓分布、各節(jié)點電價和各節(jié)點功率調(diào)度情況，如圖7、圖8和圖9所示。從電壓分布看出，節(jié)點18、33在負(fù)荷高峰時段14、19出現(xiàn)電壓低于0.95，對電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來威脅。從節(jié)點電價分析，時間尺度上不同負(fù)載對應(yīng)有不同的節(jié)點電價，例如負(fù)荷高峰時段14-19對應(yīng)較高的節(jié)點電價，負(fù)荷低谷時段9以前對應(yīng)較低的節(jié)點電價，為時間尺度的需求響應(yīng)提供了保障；空間維度上，同一時段各節(jié)點電價各不相同，為空間維度的需求響應(yīng)提供了條件。

5.1調(diào)度策略響應(yīng)可靠性對電價制定策略的影響

因為放電電價僅針對ev放電，相當(dāng)于削減功率負(fù)載，各節(jié)點獨立響應(yīng)空間層的調(diào)度計劃，分析方法完全相同，因此選取典型居民區(qū)節(jié)點18進(jìn)行示例分析。圖3反應(yīng)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平在0.5(忽略響應(yīng)可靠性)、0.85、0.9、0.95(響應(yīng)可靠性最大化)四種情況下，對ev放電電價、la中斷電價制定的影響。調(diào)度策略響應(yīng)可靠性的影響主要體現(xiàn)在：隨著系統(tǒng)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平提高，用戶側(cè)為滿足電網(wǎng)調(diào)度策略響應(yīng)可靠性要求，調(diào)度響應(yīng)可靠性水平高的la可中斷電量增加，可中斷電價上升，而ev放電量減少，放電電價降低，其目的是剔除ev響應(yīng)放電中的不確定性較高的用戶，保障系統(tǒng)調(diào)度策略執(zhí)行的可靠。其中，時段18由于削減電量較低，導(dǎo)致ev可接受的放電電價下限高于電網(wǎng)可接受的放電電價上限，因此放電情況不成立，用戶側(cè)只能選擇la中斷電量代替。故該時段放電電價選取ev可接受的放電電價下限作為示意。

5.2調(diào)度策略響應(yīng)可靠性對經(jīng)濟效益的影響分析

為驗證調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平不同對調(diào)度方案經(jīng)濟效益的影響，直接設(shè)定調(diào)度策略響應(yīng)可靠性的參數(shù)值為等間距數(shù)值進(jìn)行分析，調(diào)度方案的用戶側(cè)經(jīng)濟效益成本隨調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平的變化趨勢如圖4所示。圖4顯示隨著系統(tǒng)調(diào)度策略響應(yīng)水平要求提高，用戶側(cè)經(jīng)濟效益呈下降趨勢，是因為大量高經(jīng)濟效益但響應(yīng)可靠性較低的ev放電被舍棄，而低經(jīng)濟收益但響應(yīng)可靠性較高的la可中斷電量引入。在調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平在0.90處出現(xiàn)拐點，是因為可中斷電量較大后導(dǎo)致可中斷電價高于此時ev放電電價(圖3(d))，即la靠中斷電量獲取的經(jīng)濟效益高于ev放電量降低造成的經(jīng)濟效益損失，造成用戶側(cè)經(jīng)濟效益的回升。因此，調(diào)度策略響應(yīng)可靠性水平將對用戶側(cè)經(jīng)濟效益的最優(yōu)解帶來影響。

如圖5所示，優(yōu)化調(diào)度策略簡要步驟為：

步驟一：讀取空間節(jié)點電價和空間各節(jié)點時間序列變動的電能qe；

步驟二：保障電動汽車出行情況下，采用充電迫切度和方電充裕度對電動汽車用戶排序，得到電動汽車功率可調(diào)上下限；

步驟三：根據(jù)用戶歷史用電數(shù)據(jù)，預(yù)測得到典型負(fù)荷聚合商的負(fù)荷功率曲線及可中斷響應(yīng)功率上下限；

步驟四：根據(jù)負(fù)荷聚合商和電動汽車響應(yīng)可靠性建立的計及時間尺度充放電電價優(yōu)化調(diào)度模型求解得到電動汽車放電電價；

步驟五：結(jié)果判定，是否滿足迭代終止條件，否，返回步驟一，重新計算空間節(jié)點電價和和空間各節(jié)點時間序列變動的電能qe，并重復(fù)計算；是，轉(zhuǎn)步驟六；

步驟六：輸出節(jié)點電動汽車充放電電價、電動汽車充放電情況、負(fù)荷聚合商響應(yīng)情況和系統(tǒng)調(diào)度計劃。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。