计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度

徐俊俊; 程奕凌; 张腾飞; 刘海姣; 朱三立; 吴在军

doi:10.7500/AEPS20230514001

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计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度

特约专稿 | 更新时间：2025-06-16

- 计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度
- Optimal Scheduling of Electric Vehicle Clusters Considering Characteristics and Adjustability of Charging Behavior
- 电力系统自动化 2023年47卷第23期页码：23-32
- 作者机构：
  
  1.南京邮电大学自动化学院/人工智能学院，江苏省南京市 210023
  2.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
- 作者简介：
  
  徐俊俊(1990—)，男，博士，副教授，东南大学电气工程学院2015级校友，主要研究方向：配电网态势感知与优化运行、需求侧响应等。E-mail：simulinkyer@163.com
  程奕凌(1998—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力系统需求侧管理、源荷互动响应。E-mail：15365195721@163.com
  张腾飞(1980—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：智能配电网、智能信息处理等。E-mail：tfzhang@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52107101);江苏省自然科学基金资助项目(BK20200761)
- DOI：10.7500/AEPS20230514001
  中图分类号：
- 收稿：2023-05-14，
  
  修回：2023-09-15，
  
  纸质出版：2023-12-10
- 稿件说明：
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徐俊俊,程奕凌,张腾飞等.计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(23):23-32.

XU Junjun,CHENG Yiling,ZHANG Tengfei,et al.Optimal Scheduling of Electric Vehicle Clusters Considering Characteristics and Adjustability of Charging Behavior[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):23-32.
徐俊俊,程奕凌,张腾飞等.计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度[J].电力系统自动化,2023,47(23):23-32. DOI： 10.7500/AEPS20230514001.

XU Junjun,CHENG Yiling,ZHANG Tengfei,et al.Optimal Scheduling of Electric Vehicle Clusters Considering Characteristics and Adjustability of Charging Behavior[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(23):23-32. DOI： 10.7500/AEPS20230514001.

摘要

针对传统电动汽车集群优化调度过程中未能充分考虑电动汽车是否具备参与电网响应的物理条件和主观意愿等问题，提出一种基于双向门控循环单元（Bi-GRU）的电动汽车充电行为可调性识别方法，并以聚合商收益最大为目标进行优化调度。首先，利用电动汽车在充电站内的真实数据描述电动汽车用户充电时间特征、充电电量特征，并从影响用户参与优化调度的主观意愿因素出发，分析并描述用户充电偏好；其次，构建充电过程物理矩阵和用户响应意愿矩阵，并采用Bi-GRU模型将电动汽车划分为可调电动汽车集群与不可调电动汽车集群，计算可调集群充电电量与不可调集群充电电量；最后，从电动汽车聚合商利益最大化角度出发，提出考虑分时电价影响的电动汽车集群参与电网优化调度模型及求解策略。算例表明，与传统优化调度方法相比，所提Bi-GRU模型能精准识别电动汽车是否具备可调性，且优化调度策略能在保证聚合商收益最大化前提下有效平抑负荷波动，保证电网安全稳定运行。

Abstract

In response to issues such as whether electric vehicles have the physical conditions and subjective willingness to participate in grid response that are not fully considered in the traditional optimal scheduling process of electric vehicle clusters

a method based on bidirectional gated recurrent unit (Bi-GRU) is proposed to identify the adjustability of electric vehicle charging behavior

and the scheduling is optimized with the objective of maximizing the revenue of aggregators. Firstly

the real data of electric vehicles in the charging station is used to describe the charging time and charging capacity characteristics of electric vehicle users. Starting from the subjective willingness factors that affect users’ participation in the optimal scheduling

the charging preferences of users are analyzed and described. Secondly

the physical matrix of the charging process and the user response willingness matrix are constructed

and the Bi-GRU model is used to divide electric vehicles into adjustable electric vehicle clusters and non-adjustable electric vehicle clusters

and the charging capacities are calculated. Finally

from the perspective of maximizing the revenues of electric vehicle aggregators

a model and solution strategy for the participation in power grid optimal scheduling of electric vehicle clusters considering the impact of time of use electricity prices are proposed. The calculation case shows that compared with traditional optimal scheduling methods

the proposed Bi-GRU model can accurately identify whether electric vehicles have adjustability

and the optimal scheduling strategy can effectively suppress load fluctuations and ensure the safe and stable operation of the power grid while ensuring the maximization of aggregator revenues.

关键词

Keywords

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