计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略

陈丽娟; 秦萌; 顾少平; 钱科军; 许晓慧

doi:10.7500/AEPS20190730003

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计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略
- Optimal Dispatching Strategy of Electric Bus Participating in Vehicle-to-Grid Considering Battery Loss
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第11期页码：52-60
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
  2.国网江苏省电力有限公司常熟市供电分公司，江苏省常熟市 215500
  3.国网江苏省电力有限公司苏州市供电分公司，江苏省苏州市 215000
  4.中国电力科学研究院有限公司（南京），江苏省南京市 210003
- 作者简介：
  
  陈丽娟(1982—)，女，博士，副教授，主要研究方向：新能源发电与储能运行控制、电动汽车、需求侧管理。E-mail：lijuanchen@seu.edu.cn
  秦萌(1995—)，女，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：分布式储能、电动汽车。E-mail：727074465@qq.com
  顾少平(1992—)，男，助理工程师，主要研究方向：智能变电站。E-mail：524525475@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51607098)
- DOI：10.7500/AEPS20190730003
  中图分类号：
- 收稿日期：2019-07-30，
  
  修回日期：2019-10-30，
  
  网络出版日期：2020-02-25，
  
  纸质出版日期：2020-06-10
- 稿件说明：
移动端阅览
陈丽娟,秦萌,顾少平等.计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略[J].电力系统自动化,2020,44(11):52-60.

CHEN Lijuan,QIN Meng,GU Shaoping,et al.Optimal Dispatching Strategy of Electric Bus Participating in Vehicle-to-Grid Considering Battery Loss[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(11):52-60.
陈丽娟,秦萌,顾少平等.计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略[J].电力系统自动化,2020,44(11):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20190730003.

CHEN Lijuan,QIN Meng,GU Shaoping,et al.Optimal Dispatching Strategy of Electric Bus Participating in Vehicle-to-Grid Considering Battery Loss[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(11):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20190730003.

摘要

考虑动力电池的损耗成本，提出一种电动公交车参与电动汽车与电网互动（V2G）的多时间尺度优化调度策略。首先，依据工程经济学原理建立动力电池的损耗模型。然后，在日前阶段的上层以公交公司的日运营成本最小为目标，采用迭代法对电池损耗成本和充电站的充放电计划进行联动优化；下层模型在上层优化结果的基础上，以配电网负荷峰谷差最小为目标，进一步优化充电站的充放电计划。日内阶段对光伏出力和配电网基础负荷功率进行滚动更新，以公交公司日运营成本最小和日前、日内计划偏差最小为目标对日前计划进行修正。最后，从公交公司和电网2个角度对无序充电、有序充电、参与V2G的3种方案进行对比分析，验证了电动公交车参与V2G时的优越性，并通过灵敏度分析表明不同V2G补偿系数下公交公司运营成本的变化趋势。

Abstract

Considering the loss cost of power batteries

a multi-time scale optimal dispatching strategy of electric buses participating in vehicle-to-grid (V2G) is proposed. Firstly

based on the principle of engineering economics

a loss model of power battery is established. In order to optimize both the battery loss cost and the charging-discharging plan of charging station

an iterative method is adopted to minimize the daily operation cost of the bus company in upper layer of day-ahead stage. Based on results optimized in the upper layer

the charging-discharging plan of charging station is further optimized to minimize the peak-to-valley difference of distribution network. In the intraday stage

the output power of photovoltaic (PV) and the base load power of distribution network are wavily updated

the day-ahead plan is revised in order to minimize the daily operation cost of bus company and the deviation between day-ahead plan and intraday plan. Finally

from the perspectives of bus company and power grid

three strategies of unordered charging

orderly charging and participating in V2G are compared and analyzed to verify the superiority of electric bus participating in V2G. The changing trend of the operation cost of bus company with different V2G compensation coefficients is reflected by sensitivity analysis.

关键词

Keywords

references

钱斌，石东源，谢平平，等 . 电动公交车换电站-电池充电站优化规划 [J]. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 2 ）： 64 - 69 .

QIAN Bin , SHI Dongyuan , XIE Pingping , et al . Optimal planning of battery charging and exchange stations for electric vehicles [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2014 , 38 （ 2 ）： 64 - 69 .

潘军，吴红斌，许道强，等 . 光伏/电动汽车/负荷博弈的屋顶光伏容量优化 [J]. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 1 ）： 186 - 197 .

PAN Jun , WU Hongbin , XU Daoqiang , et al . Capacity optimization of rooftop photovoltaic based on photovoltaic/electric vehicle/load game [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 1 ）： 186 - 197 .

陈丽丹，张尧， ANTONIO F . 融合多源信息的电动汽车充电负荷预测及其对配电网的影响 [J]. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 12 ）： 1 - 10 .

CHEN Lidan , ZHANG Yao , ANTONIO F . Charging load forecasting of electric vehicles based on multi-source information fusion and its influence on distribution network [J]. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 12 ）： 1 - 10 .

南琦琦，穆云飞，董晓红，等 . 电动汽车快速充电网综合评估指标体系与方法 [J]. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 1 ）： 83 - 91 .

NAN Qiqi ， MU Yunfei ， DONG Xiaohong ， et al . Comprehensive evaluation index system and method for fast charging network of electric vehicles [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 83 - 91 .

陈中，刘艺，陈轩，等 . 考虑移动储能特性的电动汽车充放电调度策略 [J]. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 2 ）： 76 - 84 .

CHEN Zhong ， LIU Yi ， CHEN Xuan ， et al . Charging and discharging dispatch strategy for electric vehicles considering characteristics of mobile energy storage [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 2 ）： 76 - 84 .

李斌，刘畅，陈慧妙，等 . 基于混合整数规划的电动公交车快速充电站有序充电策略 [J]. 电网技术， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2623 - 2630 .

LI Bin ， LIU Chang ， CHEN Huimiao ， et al . Coordinated charging of plug-in electric buses in fast charging stations based on mixed-integer programming [J]. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2623 - 2630 .

杨少兵，吴命利，姜久春，等 . 快换式电动公交充电站经济运行优化策略 [J]. 电网技术， 2014 ， 38 （ 2 ）： 335 - 340 .

YANG Shaobing ， WU Mingli ， JIANG Jiuchun ， et al . Optimal strategy for economic operation of electric bus battery swapping station [J]. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 2 ）： 335 - 340 .

DING H ， HU Z ， SONG Y . Value of the energy storage system in an electric bus fast charging station [J]. Applied Energy ， 2015 ， 157 ： 630 - 639 .

李睿雪，胡泽春 . 电动公交车光储充电站日运行随机优化策略 [J]. 电网技术， 2017 ， 41 （ 12 ）： 3772 - 3780 .

LI Ruixue ， HU Zechun . Stochastic optimization strategy for daily operation of electric bus charging station with PV and energy storage [J]. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 12 ）： 3772 - 3780 .

翁国庆，黄飞腾，张有兵，等 . 电动公交汽车电池集群参与海岛微网能量调度的V2G策略 [J]. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 10 ）： 31 - 37 .

WENG Guoqing ， HUANG Feiteng ， ZHANG Youbing ， et al . V2G strategy for energy dispatch of island microgrid with EBBG [J]. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 10 ）： 31 - 37 .

周天沛，孙伟 . 基于微网的电动汽车与电网互动技术 [J]. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 3 ）： 98 - 104 .

ZHOU Tianpei ， SUN Wei . Electric vehicle-to-grid technology based on microgrid [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 3 ）： 98 - 104 .

潘振宁，张孝顺，余涛，等 . 大规模电动汽车集群分层实时优化调度 [J]. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 16 ）： 96 - 104 .

PAN Zhenning ， ZHANG Xiaoshun ， YU Tao ， et al . Hierarchical real-time optimized dispatching for large-scale clusters of electric vehicles [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 16 ）： 96 - 104 .

唐佳，王丹，贾宏杰，等 . 基于迟滞模型的集群电动汽车参与实时需求响应V2G控制策略研究 [J]. 电网技术， 2017 ， 41 （ 7 ）： 2155 - 2165 .

TANG Jia ， WANG Dan ， JIA Hongjie ， et al . A study of V2G control strategies of aggregated electric vehicles for real-time demand response based on hysteresis model [J]. Power System Technology , 2017 ， 41 （ 7 ）： 2155 - 2165 .

张书盈，孙英云 . 考虑分时电价和电池损耗的电动汽车集群V2G响应成本分析 [J]. 电力系统及其自动化学报， 2017 ， 29 （ 11 ）： 39 - 46 .

ZHANG Shuying ， SUN Yingyun . Analysis for V2G response cost of EV aggregator considering time-of-use tariffs and battery wear [J]. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2017 ， 29 （ 11 ）： 39 - 46 .

麻秀范，王超，洪潇，等 . 基于节点阻塞电价的电动汽车双层充电优化策略 [J]. 电网技术， 2016 ， 40 （ 12 ）： 3706 - 3716 .

MA Xiufan , WANG Chao , HONG Xiao , et al . Two-layer charging optimization strategy for electric vehicles based on node blocking electricity price [J]. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 12 ）： 3706 - 3716 .

刘利兵，刘天琪，张涛，等 . 计及电池动态损耗的电动汽车有序充放电策略优化 [J]. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 5 ）： 83 - 90 .

LIU Libing ， LIU Tianqi ， ZHANG Tao ， et al . Orderly charging and discharging strategy optimization for electric vehicles considering dynamic battery-wear model [J]. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 5 ）： 83 - 90 .

HAN S ， HAN S ， AKI H . A practical battery wear model for electric vehicle charging applications [J]. Applied Energy ， 2014 ， 113 ： 1100 - 1108 .

BADAWY M O ， SOZER Y . Power flow management of a grid tied PV-battery system for electric vehicles charging [J]. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2017 ， 53 （ 2 ）： 1347 - 1357 .

JU C ， WANG P ， GOEL L . A two-layer energy management system for microgrids with hybrid energy storage considering degradation costs [J]. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2017 ， 9 （ 6 ）： 6047 - 6057 .

FARZIN H ， FOTUHIFIRUZABAD M ， MOEINIAGHTAIE M . A practical scheme to involve degradation cost of lithium-ion batteries in vehicle-to-grid applications [J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2017 ， 7 （ 4 ）： 1730 - 1738 .

PETERSON S B ， APT J ， WHITACRE J F . Lithium-ion battery cell degradation resulting from realistic vehicle and vehicle-to-grid utilization [J]. Journal of Power Sources ， 2010 ， 195 （ 8 ）： 2385 - 2392 .

吴鸣，孙丽敬，寇凌峰，等 . 考虑需求侧响应的主动配电网电池梯次储能的容量配置方法 [J/OL]. 高电压技术 [ 2019-04-29 ]. https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20190410007 https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20190410007 .

WU Ming ， SUN Lijing ， KOU Lingfeng ， et al . Capacity allocation method for battery energy storage in active distribution network considering demand side response [J/OL]. High Voltage Engineering [ 2019-04-29 ]. https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20190410007 https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20190410007 .

李相然 . 工程经济学 [M]. 北京：中国电力出版社， 2005 .

LI Xiangran . Engineering economics [M]. Beijing ： China Electric Power Press ， 2005 .

杨健维，杨鹤，张夏霖，等 . 基于换电规则优化与车辆-电池组匹配的电动公交车充换电站充电优化策略 [J]. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 8 ）： 2337 - 2347 .

YANG Jianwei ， YANG He ， ZHANG Xialin ， et al . A charging optimization strategy on charging and swapping station for electric buses based on optimization of switching rules and matching of buses and batteries [J]. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 2337 - 2347 .

项顶，宋永华，胡泽春，等 . 电动汽车参与V2G的最优峰谷电价研究 [J]. 中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 31 ）： 15 - 25 .

XIANG Ding ， SONG Yonghua ， HU Zechun ， et al . Research on optimal time of use price for electric vehicle participating V2G [J]. Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 31 ）： 15 - 25

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