本发明涉及负荷调度，尤其涉及一种含电动汽车的能源系统的优化方法及装置。
背景技术：
1、随着可再生能源和电动汽车大量并入电网，虽然给电力系统带来了灵活性，但是也对电力系统的稳定运行产生了新的挑战。可再生能源和电动汽车会造成电力系统负荷过大或不均衡，使得电力系统运行出现风险。
2、针对电动汽车协同充电方法的研究主要集中在利用非高峰时段对电动汽车进行充电调度，以减轻高峰时段的供电压力。这种方法可以通过智能充电管理系统，根据电网负荷情况和用户需求等因素，灵活安排电动汽车的充电时间和充电速率。可以有效地调度电动汽车充电负荷，实现盈利最大化。储能设备的优化配置可以有效缓解电网负荷的峰谷压力，并提高风电光伏的可再生能源的利用率。储能设备在电力系统中具有储能和释放能量的功能，可以在供需不平衡的情况下进行能量储存或释放，从而平衡电网负荷。
3、目前，单一的从经济角度考虑电动汽车协调充电，会导致新的负荷集聚，仍然无法有效地缓解电网负荷的峰谷压力。如何在对电动汽车充电行为进行优化调度的同时，对储能设备进行优化配置，有效缓解电网负荷的峰谷压力，成为目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明实施例提供了一种含电动汽车的能源系统的优化方法及装置，以解决目前的协调方法无法有效地缓解电网负荷的峰谷压力的问题。
2、第一方面，本发明实施例提供了一种含电动汽车的能源系统的优化方法，用于绿色建筑系统，其包括基础电力负荷、储能系统、电动汽车和光伏发电；方法包括：
3、基于储能系统的充电效率、充电功率、充电时长、放电效率、放电功率、放电时长和储能系统的目标额定容量，构建储能系统的充放电模型；其中，目标额定容量为储能容量优化模型中的任意一个容量；
4、基于价格型需求响应，构建电动汽车的充电策略模型；
5、基于储能系统的充放电模型、电动汽车的充放电策略模型，以及功率平衡的原则，构建双目标模型；其中，双目标模型包括绿色建筑系统的购电成本的目标函数和负荷峰谷差的目标函数；
6、基于双目标模型，确定电动汽车的充电负荷曲线和储能系统的最优容量。
7、在一种可能的实现方式中，储能容量优化模型为：
8、
9、
10、其中，cap0＝50kwh，capn(k)和capn(k-1)为储能容量优化模型中相邻的储能容量的额定值，为储能容量的最小值，为储能容量的最大值。
11、在一种可能的实现方式中，基于储能系统的充电效率、充电功率、充电时长、放电效率、放电功率、放电时长和储能系统的目标额定容量，构建储能系统的充放电模型，包括：
12、基于储能系统在相邻时刻的储能系统存储的电量、储能系统的充放电策略、储能系统在目标时刻的充电电量、储能系统在目标时刻的放电电量，以及储能系统的目标额定容量，构建储能系统的充放电模型；其中，充放电策略为在同一个目标时刻只能进行充电或放电；
13、其中，储能系统的充放电模型socess为：
14、
15、
16、
17、socess(t)和socess(t-1)是储能系统在相邻两个时刻的soc值，tad为充电时间或放电时间，和为0-1变量，ηess,dis为储能系统的放电效率，pess,dis(t)为储能系统的放电功率，ηess,ch为储能系统的充电效率，pess,ch(t)为储能系统的充电功率，capn为储能系统的目标额定容量，和为储能系统soc值的上下限。
18、在一种可能的实现方式中，电动汽车的充电策略模型tdur为：
19、
20、e＝(1-socini)*capev；
21、其中，socini为到达时刻对应的soc，capev是电动汽车电池的额定容量，，pevc(t)和ηev为电动汽车t时刻的充电功率和充电效率。
22、在一种可能的实现方式中，双目标模型f为：
23、f＝min{ω1cos t′+ω2pδ′}；
24、
25、其中，cos tno和pδno为未经过优化调度时的目标函数值，cos t为优化调度后绿色建筑系统的购电成本的目标函数的值，pδ为优化调度后负荷峰谷差的目标函数的值，ω1和ω2为权重。
26、在一种可能的实现方式中，绿色建筑系统的购电成本的目标函数cos t为：
27、
28、pgrid(t)＝pess(t)+pev(t)+pload(t)-ppv(t)；
29、
30、其中，ρt为t时刻购电价格，pgrid(t)为t时刻绿色建筑系统向电网购电量，ppv(t)为t时刻光伏发电的功率；pess(t)为t时刻储能系统的功率，正值为充电，负值为放电模式，pev(t)为t时刻所有电动汽车充电功率之和，pload(t)为t时刻基础电力负荷，pevc(t)为t时刻单个电动汽车的充电功率。
31、在一种可能的实现方式中，负荷峰谷差的目标函数pδ为：
32、
33、在一种可能的实现方式中，基于双目标模型，确定电动汽车的充电负荷曲线和储能系统的最优容量，包括：
34、基于蒙特卡洛模拟方法、电动汽车的充电时间、电动汽车开始充电时的初始soc、绿色建筑系统的购电成本的目标函数，以及电动汽车的充电策略模型，确定电动汽车在预设时间间隔内的充电负荷曲线；
35、基于储能系统的充放电模型、以及每个目标储能系统的目标额定容量对应的负荷峰谷差，确定储能系统的最优容量。
36、在一种可能的实现方式中，基于储能系统的充放电模型、以及每个目标储能系统的目标额定容量对应的负荷峰谷差，确定储能系统的最优容量，包括：
37、基于含精英保留策略的遗传算法、储能容量优化模型和储能系统的充放电模型，对负荷峰谷差的目标函数进行求解，得到储能系统的最优容量。
38、第二方面，本发明实施例提供了一种含电动汽车的能源系统的优化装置，用于绿色建筑系统，其包括基础电力负荷、储能系统、电动汽车和光伏发电；装置包括：
39、第一构建模块，用于基于储能系统的充电效率、充电功率、充电时长、放电效率、放电功率、放电时长和储能系统的目标额定容量，构建储能系统的充放电模型；其中，目标额定容量为储能容量优化模型中的任意一个容量；
40、第二构建模块，用于基于价格型需求响应，构建电动汽车的充电策略模型；
41、第三构建模块，用于基于储能系统的充放电模型、电动汽车的充放电策略模型，以及功率平衡的原则，构建双目标模型；其中，双目标模型包括绿色建筑系统的购电成本的目标函数和负荷峰谷差的目标函数；
42、求解模块，用于基于双目标模型，确定电动汽车的充电负荷曲线和储能系统的最优容量。
43、本发明实施例提供一种含电动汽车的能源系统的优化方法及装置，首先，基于储能系统的充电效率、充电功率、充电时长、放电效率、放电功率、放电时长和储能系统的目标额定容量，构建储能系统的充放电模型。接着，基于价格型需求响应，构建电动汽车的充电策略模型。然后，基于储能系统的充放电模型、电动汽车的充放电策略模型，以及功率平衡的原则，构建双目标模型。最后，基于双目标模型，确定电动汽车的充电负荷曲线和储能系统的最优容量。本发明通过对储能系统的容量进行配置，可以确保在用电高峰和供电紧张时段，储能设备能够提供足够的电量，减少对电网负荷的需求，也能够更好地利用电力系统的低负荷时段，充分利用储能系统的电量。此外，基于价格型需求响应，根据不同时段的电价变化，引导汽车在电价较低的时候充电，避免负荷峰值。
1.一种含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，用于绿色建筑系统，其包括基础电力负荷、储能系统、电动汽车和光伏发电；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述储能容量优化模型为：
3.根据权利要求1或2所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述基于储能系统的充电效率、充电功率、充电时长、放电效率、放电功率、放电时长和储能系统的目标额定容量，构建所述储能系统的充放电模型，包括：
4.根据权利要求1所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述电动汽车的充电策略模型tdur为：
5.根据权利要求1所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述双目标模型f为：
6.根据权利要求5所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述绿色建筑系统的购电成本的目标函数cos t为：
7.根据权利要求6所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述负荷峰谷差的目标函数pδ为：
8.根据权利要求1所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述基于双目标模型，确定电动汽车的充电负荷曲线和储能系统的最优容量，包括：
9.根据权利要求8所述的含电动汽车的能源系统的优化方法，其特征在于，所述基于所述储能系统的充放电模型、以及每个目标储能系统的目标额定容量对应的负荷峰谷差，确定所述储能系统的最优容量，包括：
10.一种含电动汽车的能源系统的优化装置，其特征在于，用于绿色建筑系统，其包括基础电力负荷、储能系统、电动汽车和光伏发电；所述装置包括：
