基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法

本发明涉及基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，属于充电调度。

背景技术：

1、近年来，随着新能源汽车的不断增加，小区电容负荷压力和用电安全问题成为主要技术难点。如果按照2030年5200万辆新能源汽车、每天充放电30度测算，每年就需要消耗电力超过5000亿度，约等于目前城镇居民用电量的一半，电力电网系统将面临巨大冲击；一些老旧小区由于规划较早，电容量较低，且充电桩处于24h不停机运行状态，充电桩线路一直持续带电运行，线路老化、接头松动、绝缘受损等都会造成电气回路打火、短路等故障，极易引发电气火灾。

2、因此，为了改善居民区电动汽车无序充电对电网的不利影响。将电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段，达到“削峰填谷”的目的，减小电网负荷的波动，以维持电网的平稳运行尤为重要。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、鉴于此，为解决现有技术中存在的缺少将电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段的具体方法的技术问题，本发明提供基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法。

3、方案一、.基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，包括：

4、构建电动汽车的充电负荷模型，获得电动汽车充电样本的总需求；

5、基于蒙特卡罗仿真和电动汽车充电样本的总需求，得到居民区电动汽车的总充电需求量。

6、优选的，构建电动汽车的充电负荷模型的方法是：设每天最后一辆车返回小区的时间为充电起始时间，则概率密度分布函数为：

7、

8、其中，x表示时间，μs表示车辆充电起始时间的平均差，取17.47，σs表示车辆充电起始时间的标准差，取3.41；

9、电动汽车的充电容量由额定电池容量和soc决定，则电动汽车的充电容量qc为：

10、qc＝q1-q0

11、q1＝q*soc1

12、q0＝q*soc0

13、其中，q为汽车电池的容量，soc0为开始充电时的soc，soc1为充电结束时的soc；

14、开始充电时的soc0服从正态分布：

15、

16、其中，μ取0.46576，σ取0.17924；

17、电动汽车的总充电需求eq通过累计求和得到为：

18、

19、其中，n为居民区内的电动汽车总量，qci为第i辆电动汽车的充电容量；

20、由于居民区私人充电桩可充电时间长，充电桩完全充满电车，因此，电动汽车的充电样本的容量qc'为：

21、qc'＝q*(1-soc0)

22、将qc'＝q*(1-soc0)带入到中，得到电动汽车充电样本的总需求eq'为：

23、

24、优选的，基于蒙特卡罗仿真和电动汽车充电样本的总需求，得到居民区电动汽车的总充电需求量的方法是，包括以下步骤：

25、步骤a、提取n个电动汽车随机样本；

26、步骤b、基于蒙特卡罗仿真概率密度分布函数、soc0服从正态分布提取n个样本的初始充电时间和soc0，求解电动汽车大规模充电负载仿真；

27、步骤c、按照样本初始充电时间进行从小到大排序；

28、步骤d、完成电动汽车和充电桩的匹配；

29、步骤e、建立充电桩的状态矩阵模型；

30、步骤f、根据小区的原有变压器信息，累加各个变压器的实际负荷计算小区电网的最大负荷m，收集小区历史数据，建立小区基础设施用电负荷预测模型j和居民日常生活用电负荷模型r，构建基于电网负荷曲线的负荷调节，将电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段；

31、比较电动汽车充电样本总需求eq'和小区电网最大剩余负荷m-j-r的大小，若eq'>m-j-r，引入调度负荷增量pd：

32、

33、其中，pd是调度负荷增量；pe为充电桩的输出功率；nti为第t个时间段内充电桩未充电的电动汽车数量；nmax是第t个时间段内充电桩未充电的电动汽车数量的上限；

34、在引入电动汽车充电样本的总需求eq'和调度负荷增量pd后的电网负载能力pr为：

35、pr＝eq'+pd

36、此时，交流充电桩组的总负荷功率pf为：pf＝pr-pb，其中，pb的参数含义为充电桩组未接入电网时，居民小区的基础负荷率；

37、构建基于电网负荷曲线的负荷调节，将电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段；

38、

39、其中，pd是调度负荷增量；pe为充电桩的输出功率；nti为第t个时间段内充电桩未充电的电动汽车数量；nmax是第t个时间段内充电桩未充电的电动汽车数量的上限；

40、步骤g、每隔30min更新一次充电桩的状态矩阵，重复步骤f，直到所有电动汽车的充电需求得到满足。

41、本发明的有益效果如下：本发明在构建了电动汽车的充电负荷模型，得出获得电动汽车充电样本的总需求；基于蒙特卡罗仿真计算出更具体的电动汽车充电样本的总需求；其次构建基于电网负荷曲线的负荷调节，将计算出的电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段，达到“削峰填谷”的目的；减小电网负荷的波动，以维持电网的平稳运行。

技术特征：

1.基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，其特征在于，构建电动汽车的充电负荷模型的方法是：设每天最后一辆车返回小区的时间为充电起始时间，则概率密度分布函数为：

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，其特征在于，基于蒙特卡罗仿真和电动汽车充电样本的总需求，得到居民区电动汽车的总充电需求量的方法是，包括以下步骤：

4.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-3任一项所述的基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法的步骤。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一项所述的基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法。

技术总结
本发明提出基于蒙特卡罗仿真的居民区充电桩的延时调度充电方法，属于充电调度技术领域。包括：构建电动汽车的充电负荷模型，获得电动汽车充电样本的总需求；基于蒙特卡罗仿真和电动汽车充电样本的总需求，得到居民区电动汽车的总充电需求量。本发明在构建了电动汽车的充电负荷模型，得出获得电动汽车充电样本的总需求；基于蒙特卡罗仿真计算出更具体的电动汽车充电样本的总需求；其次构建基于电网负荷曲线的负荷调节，将计算出的电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段，达到“削峰填谷”目的；减小电网负荷的波动，以维持电网的平稳运行。解决缺少将电动汽车充电样本的总需求在时间维度上分配到电网负荷的低谷段方法问题。

技术研发人员：张新潮,孙宇欣,张立星,赵学辉
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23