计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略

张良; 黄久鸿; 戚佳金; 尹清波; 龙彦良; 张超锐

doi:10.7500/AEPS20230630007

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计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略

碳达峰·碳中和与电力能源转型 | 更新时间：2025-06-16

- 计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略
- Cooperative Optimal Scheduling Strategy for Distribution Network with Electric Buses Considering Carbon Quota
- 电力系统自动化 2024年48卷第12期页码：48-57
- 作者机构：
  
  1.现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学),吉林省吉林市 132012
  2.国网浙江省电力有限公司杭州供电公司,浙江省杭州市 310016
  3.国网浙江省电力有限公司台州供电公司,浙江省台州市 318000
- 作者简介：
  
  张良(1985—)，男，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向：车-网耦合互动、储能系统优化调度。E-mail：xiaozhanghit@163.com
  黄久鸿(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电动汽车灵活性资源利用。E-mail：qijiajin@126.com
  戚佳金(1979—)，男，通信作者，博士，高级工程师，主要研究方向：智能用电及电动汽车充换电技术。E-mail：1594886192@qq.com
- 基金信息：
  
  吉林省科技厅国际科技合作项目(20210402080GH)
- DOI：10.7500/AEPS20230630007
  中图分类号：
- 收稿：2023-06-30，
  
  修回：2023-11-02，
  
  网络出版：2024-01-23，
  
  纸质出版：2024-06-25
- 稿件说明：
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张良,黄久鸿,戚佳金等.计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略[J].电力系统自动化,2024,48(12):48-57.

ZHANG Liang,HUANG Jiuhong,QI Jiajin,et al.Cooperative Optimal Scheduling Strategy for Distribution Network with Electric Buses Considering Carbon Quota[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):48-57.
张良,黄久鸿,戚佳金等.计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略[J].电力系统自动化,2024,48(12):48-57. DOI： 10.7500/AEPS20230630007.

ZHANG Liang,HUANG Jiuhong,QI Jiajin,et al.Cooperative Optimal Scheduling Strategy for Distribution Network with Electric Buses Considering Carbon Quota[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):48-57. DOI： 10.7500/AEPS20230630007.

摘要

考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用，提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制，电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先，计及路况对电动公交车运行时间产生的影响，根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正，构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型；然后，将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交车与新能源协同调度策略，构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数，并运用鲸鱼算法对目标函数进行求解；最后，基于经济指标和性能指标，对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析，通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交车与新能源协同调度策略的优越性。

Abstract

Considering the application of personal carbon emission trading mechanism in the optimal scheduling of electric buses

a carbon quota incentive mechanism based on dynamic carbon price is proposed

and electric bus users can sell carbon quotas to obtain certain benefits. Firstly

considering the impact of traffic conditions on the operating time of electric buses

the entry time of electric buses is modified based on the traffic index of weekdays and weekends

and a charging load model for electric buses on weekdays and weekends is constructed. Secondly

the carbon quota incentive mechanism based on dynamic carbon price is applied to the coordinated dispatching strategy of electric buses and renewable energy; a multi-objective function that comprehensively considers the interests of users and the grid is constructed; and the whale algorithm is used to solve the objective function. Finally

based on the economic and performance indicators

a comparative analysis is conducted on two incentive mechanisms

i.e. fixed carbon price and dynamic carbon price. The superiority of the carbon quota incentive mechanism based on dynamic carbon price for the cooperative scheduling strategy of electric buses and renewable energy is verified through example cases.

关键词

Keywords

references

陈中，陆舆，邢强，等 . 考虑电动汽车碳配额的电力系统调度分析［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 44 - 51 .

CHEN Zhong ， LU Yu ， XING Qiang ， et al . Dispatch analysis of power system considering carbon quota for electric vehicle ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 44 - 51 .

JONES B ， ELLIOTT R J R ， NGUYEN-TIEN V . The EV revolution： the road ahead for critical raw materials demand ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 280 ： 115072 .

ROBERTS S H ， FORAN B D ， AXON C J ， et al . Is the service industry really low-carbon？ Energy， jobs and realistic country GHG emissions reductions ［J］. Applied Energy ， 2021 ， 292 ： 116878 .

张美霞，王晓晴，杨秀，等 . 考虑路网和用户满意度的集群电动汽车主从博弈优化调度策略［J］. 电力系统保护与控制， 2024 ， 52 （ 3 ）： 1 - 11 .

ZHANG Meixia ， WANG Xiaoqing ， YANG Xiu ， et al . Stackelberg game optimization scheduling strategy for aggregated electric vehicles considering customer satisfaction and the road network ［J］. Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 （ 3 ）： 1 - 11 .

张良，孙成龙，蔡国伟，等 . 基于PSO算法的电动汽车有序充放电两阶段优化策略［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 5 ）： 1837 - 1852 .

ZHANG Liang ， SUN Chenglong ， CAI Guowei ， et al . Two-stage optimization strategy for coordinated charging and discharging of EVs based on PSO algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 5 ）： 1837 - 1852 .

MEHTA R ， SRINIVASAN D ， KHAMBADKONE A M ， et al . Smart charging strategies for optimal integration of plug-in electric vehicles within existing distribution system infrastructure ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 299 - 312 .

HE Y F ， VENKATESH B ， GUAN L . Optimal scheduling for charging and discharging of electric vehicles ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2012 ， 3 （ 3 ）： 1095 - 1105 .

徐智威，胡泽春，宋永华，等 . 基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电策略［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 22 ）： 3638 - 3646 .

XU Zhiwei ， HU Zechun ， SONG Yonghua ， et al . Coordinated charging strategy for PEV charging stations based on dynamic time-of-use tariffs ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 22 ）： 3638 - 3646 .

胡泽春，宋永华，徐智威，等 . 电动汽车接入电网的影响与利用［J］. 中国电机工程学报， 2012 ， 32 （ 4 ）： 1 - 10 .

HU Zechun ， SONG Yonghua ， XU Zhiwei ， et al . Impacts and utilization of electric vehicles integration into power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2012 ， 32 （ 4 ）： 1 - 10 .

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 - 193 .

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 - 193 .

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 .

徐嘉启，郭红霞，邹桂林 . 基于实时电价的含电动汽车微电网两阶段优化调度［J］. 科学技术与工程， 2023 ， 23 （ 13 ）： 5571 - 5578 .

XU Jiaqi ， GUO Hongxia ， ZOU Guilin . Two-stage optimization scheduling of microgrid with electric vehicles based on real-time electricity price ［J］. Science Technology and Engineering ， 2023 ， 23 （ 13 ）： 5571 - 5578 .

朱磊，黄河，高松，等 . 计及风电消纳的电动汽车负荷优化配置研究［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （增刊1 ）： 194 - 203 .

ZHU Lei ， HUANG He ， GAO Song ， et al . Research on optimal load allocation of electric vehicle considering wind power consumption ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ Supplement 1 ）： 194 - 203 .

武小梅，冯琪劲，严干贵，等 . 基于双层优化的电动公交车有序充电策略［J］. 电网与清洁能源， 2021 ， 37 （ 1 ）： 119 - 126 .

WU Xiaomei ， FENG Qijin ， YAN Gangui ， et al . A coordinated charging strategy of electric buses based on bi-level optimization ［J］. Power System and Clean Energy ， 2021 ， 37 （ 1 ）： 119 - 126 .

姚蓝霓，张勇军，唐渊，等 . 考虑响应程度反馈和昼夜充电分布的公交车站双阶段响应模型［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 10 ）： 62 - 69 .

YAO Lanni ， ZHANG Yongjun ， TANG Yuan ， et al . Two-stage response model of bus station considering response degree feedback and day-night charging distribution ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 10 ）： 62 - 69 .

NIE Q Y ， ZHANG L H ， TONG Z H ， et al . Cost compensation method for PEVs participating in dynamic economic dispatch based on carbon trading mechanism ［J］. Energy ， 2022 ， 239 ： 121704 .

李咸善，鄂璇 . 分档电价和碳配额激励的含电动汽车微电网优化调度策略［J］. 科学技术与工程， 2022 ， 22 （ 16 ）： 6537 - 6546 .

LI Xianshan ， E Xuan . Optimal dispatching strategy for electric vehicle microgrid incentivized by ladder electricity price and carbon quota ［J］. Science Technology and Engineering ， 2022 ， 22 （ 16 ）： 6537 - 6546 .

陈凯炎，牛玉刚 . 基于V2G技术的电动汽车实时调度策略［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 14 ）： 1 - 9 .

CHEN Kaiyan ， NIU Yugang . Real-time scheduling strategy of electric vehicle based on vehicle-to-grid application ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 14 ）： 1 - 9 .

章锐，于继来 . 电动公交车负荷参与新型城网调峰的能力评估［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （增刊1 ）： 82 - 94 .

ZHANG Rui ， YU Jilai . Capacity evaluation of electric bus load participating in peak shaving of new urban power grid ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ Supplement 1 ）： 82 - 94 .

徐冉，徐潇源，王晗，等 . 考虑公交车移动特性的电动公交车-充电站-配电网联合调度［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 24 ）： 36 - 44 .

XU Ran ， XU Xiaoyuan ， WANG Han ， et al . Coordinated dispatching of electric bus， charging station and distribution network considering bus travelling characteristics ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 24 ）： 36 - 44 .

ALABI T M ， LU L ， YANG Z Y . Data-driven optimal scheduling of multi-energy system virtual power plant （MEVPP） incorporating carbon capture system （CCS）， electric vehicle flexibility， and clean energy marketer （CEM） strategy ［J］. Applied Energy ， 2022 ， 314 ： 118997 .

TU R ， GAI Y J ， FAROOQ B ， et al . Electric vehicle charging optimization to minimize marginal greenhouse gas emissions from power generation ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 277 ： 115517 .

DIXON J ， BUKHSH W ， EDMUNDS C ， et al . Scheduling electric vehicle charging to minimise carbon emissions and wind curtailment ［J］. Renewable Energy ， 2020 ， 161 ： 1072 - 1091 .

蔡子龙，束洪春，杨博，等 . 计及行车计划编制的电动公交车有序充电策略［J］. 电力自动化设备， 2021 ， 41 （ 6 ）： 45 - 56 .

CAI Zilong ， SHU Hongchun ， YANG Bo ， et al . Coordinated charging strategy of electric bus considering driving plan ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2021 ， 41 （ 6 ）： 45 - 56 .

ZHANG Xinxin ， NIE Shangyang ， HE Magang ， et al . Charging system analysis， energy consumption， and carbon dioxide emissions of battery electric buses in Beijing ［J］. Case Studies in Thermal Engineering ， 2021 ， 26 ： 101197 .

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