CN110362874A - 一种光伏太阳能充电桩收益最优计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于充电站技术领域，提供了一种光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，该方法具体包括如下步骤：S1、搭建光伏太阳能充电桩的收益计算模型；S2、计算收益计算模型最大值及对应的条件。本发明提供的光伏太阳能充电桩最优收益计算方法能对光伏太阳能充电桩产生的光伏电能进行合理的管理，使得光伏太阳能充电桩的收益尽可能的大。

Description

一种光伏太阳能充电桩收益最优计算方法

技术领域

本发明属于充电桩技术领域，提供了一种光伏太阳能充电桩收益最优计算 方法。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，人类文明的每一次重大 进步都伴随着能源的重要变革，大力推进新能源的发展是必然趋势。

交通领域消耗了我国一半的石油资源，且造成温室气体，为此全球范围内 推广电动汽车。现有的电动汽车的大多是通过充电桩进行充电，充电桩通过市 电供电，即充电桩向市电购买电能，在将购买的电能卖给电动汽车用户，充电 桩基于买卖的差价来获取利润，但现有的充电桩无法的收益计算方法无法对光 伏太阳能充电桩的收益进行管理。

发明内容

本发明实施例提供了一种光伏太阳能充电桩收益最优计算方法，对光伏太 阳能充电桩产生的光伏电能进行合理的管理，使得光伏太阳能充电桩的收益尽 可能的大。

本发明是这样实现的，一种光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，所述方 法具体包括如下步骤：

S1、搭建光伏太阳能充电桩的收益计算模型；

S2、计算收益计算模型最大值及对应的条件。

进一步的，光伏太阳能充电桩的收益计算模型具体如下：

当p_i≥z_i时，

当p_i＜z_i时，

b表示光伏太阳能充电桩售电给用户的价格，p_i为光伏太阳能充电桩在时 段i售给用户的电量，z_i为时段i光伏太阳能充电桩获得的光伏电量，s_i为光伏 太阳能充电桩在i时段向电网购电的购电价格，a_i为光伏太阳能充电桩在i时段 售电给电网的售电价格，Δp_i为时段i的线损，线损即电能在输送过程的线路内 阻损耗，κ为线损费用折算系数，m_i为变压器的数量，c_t1,i为铁损耗费用，c_t2,i为 铜损耗费用。

进一步的，收益计算模型约束条件包括荷电状态量约束及充电功率约束， 荷电状态量约束表示如下：

1≥R_soc≥E_soc

E_soc≥S_soc≥0.2

E_soc是充电结束时电动汽车的期望荷电状态量，S_soc指充电起始时电动汽车 的实际荷电状态量，R_soc表示充电结束时电动汽车的实际荷电状态量。

充电功率约束具体如下：

0≤P_i≤β·P_max

P_i×Δt≥(R_soc-S_soc)×D

β是光伏太阳能充电桩的充电效率，P_max表示光伏太阳能充电桩的最大充电 功率，D为充电电动车的电池容量。

进一步的，若则剩余的光伏电能不向电网出售，收益计算模型最大值对应的条件是舍弃剩余光伏电能，否则收 益计算模型最大值对应的条件是光伏电能全部利用。

本发明提供的光伏太阳能充电桩最优收益计算方法具有如下有益效果：对 光伏太阳能充电桩产生的光伏电能进行合理的管理，使得光伏太阳能充电桩的 收益尽可能的大。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光伏太阳能充电桩最优收益计算方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的光伏太阳能充电桩最优收益计算方法流程图， 该方法具体包括如下步骤：

S1、搭建光伏太阳能充电桩的收益计算模型；

在本发明实施例中，以光伏太阳能充电桩的收益作为目标函数W，表示具 体如下：

W＝C₁-C₂+C₃ (1)

其中，C₁表示光伏太阳能充电桩售电给用户的收益，C₂表示光伏太阳能充 电桩向电网购电的支出，C₃表示光伏太阳能充电桩售电给电网的收益；

其中，b表示光伏太阳能充电桩售电给用户的价格，b一般取值为1.5元/Kwh， p_i为光伏太阳能充电桩在时段i售给用户的电量。

z_i为时段i光伏太阳能充电桩获得的光伏电量，z_i优先用于给电动车充电， 剩余部分考虑出售给电网，当p_i≥z_i时，因此C₃＝0，

其中，s_i为光伏太阳能充电桩在i时段向电网购电的购电价格；

当p_i＜z_i时，z_i足够用于电动车的供电，因此C₂＝0，

a_i为光伏太阳能充电桩在i时段售电给电网的售电价格，Δp_i为时段i的线损， 线损即电能在输送过程的线路内阻损耗，为了简化线损的计算，不考虑温度和 负载电流对电阻的影响_，κ为线损费用折算系数；m_i·(c_t1,i+c_t2,i)为配电变压器损 耗，简称变损，配电变压器分为铁损(空载损耗)和铜损(负载损耗)两部分，m_i为 变压器的数量，c_t1,i为铁损耗费用，c_t2,i为铜损耗费用，在本发明实施例中，κ取 交易电价的10％，即0.15元/kwh，铁损耗费用、铜损耗费用在不同时段下取 值相同。

当p_i＜z_i时，光伏产生的电能足够用于电动车充电需求，并且出现剩余， 剩余的部分可能考虑出售给电网，但存在线损及配电变压器损耗支出，因此， 只有在售给电网产生的收益大于损耗支出时，即 光伏太阳能充电桩才会将剩余的光伏 电能出售给电网，否则，光伏太阳能充电桩选择舍弃剩余的光伏电能，本发明 中的光伏电能是指由太阳能转化而成的电能，剩余的光伏电能是指满足电动车 充电需求之外的光伏电能。

其中，ρ为电线的电阻率，L为电线路的长度，S为电线的截面积。

p_i＝P_i×Δt (6)

P_i表示i时段的充电功率，Δt为i时段内的充电时长；

基于公式(1)～(4)可得：光伏太阳能充电桩的收益函数为：

当p_i≥z_i时，

当p_i＜z_i时，

约束条件包括荷电状态量(SOC)约束及光伏太阳能充电桩充电功率约束， 荷电状态量(SOC)约束表示如下：

1≥R_soc≥E_soc (9)

E_soc≥S_soc≥0.2 (10)

式中：E_soc是充电结束时电动汽车的期望荷电状态量，S_soc指充电起始时电 动汽车的实际荷电状态量，R_soc表示充电结束时电动汽车的实际荷电状态量。

光伏太阳能充电桩充电功率约束具体如下：

0≤P_i≤β·P_max (11)

P_i×Δt≥(R_soc-S_soc)×D (12)

式中：β是光伏太阳能充电桩的充电效率；P_max表示光伏太阳能充电桩的最 大充电功率，D为充电电动车的电池容量。

S2、计算收益计算模型的最大收益值，获取最大收益值对应的条件。

在本发明实施例中，计算24小时内光伏太阳能充电桩的收益，将24小时 分成μ个时段，P_i在满足充电功率约束条件下，按照设定步长进行取值，求解 不同P_i值对应的光伏太阳能充电桩的收益，即为所有时段收益的累加值，所有 时段的P_i赋值是相同的，获取收益计算模型最大收益值及对应的条件，收益的 计算需满足荷电状态量约束，若则最 大收益对应的条件是舍弃剩余的光伏电能，否则，最大收益对应的条件是光伏 电能全部利用。

本发明提供的光伏太阳能充电桩最优收益计算方法具有如下有益效果：对 光伏太阳能充电桩产生的光伏电能进行合理的管理，使得光伏太阳能充电桩的 收益尽可能的大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、搭建光伏太阳能充电桩的收益计算模型；

S2、计算收益计算模型最大值及对应的条件。

2.如权利要求1所述光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，其特征在于，光伏太阳能充电桩的收益计算模型具体如下：

当p_i≥z_i时，

当p_i＜z_i时，

b表示光伏太阳能充电桩售电给用户的价格，p_i为光伏太阳能充电桩在时段i售给用户的电量，z_i为时段i光伏太阳能充电桩获得的光伏电量，s_i为光伏太阳能充电桩在i时段向电网购电的购电价格，a_i为光伏太阳能充电桩在i时段售电给电网的售电价格，Δp_i为时段i的线损，线损即电能在输送过程的线路内阻损耗，κ为线损费用折算系数，m_i为变压器的数量，c_t1,i为铁损耗费用，c_t2,i为铜损耗费用。

3.如权利要求2所述光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，其特征在于，收益计算模型约束条件包括荷电状态量约束及充电功率约束，荷电状态量约束表示如下：

1≥R_soc≥E_soc

E_soc≥S_soc≥0.2

E_soc是充电结束时电动汽车的期望荷电状态量，S_soc指充电起始时电动汽车的实际荷电状态量，R_soc表示充电结束时电动汽车的实际荷电状态量。

充电功率约束具体如下：

0≤P_i≤β·P_max

P_i×Δt≥(R_soc-S_soc)×D

β是光伏太阳能充电桩的充电效率，P_max表示光伏太阳能充电桩的最大充电功率，D为充电电动车的电池容量。

4.如权利要求1所述光伏太阳能充电桩最优收益计算方法，其特征在于，若则剩余的光伏电能不向电网出售，收益计算模型最大值对应的条件是舍弃剩余光伏电能，否则收益计算模型最大值对应的条件是光伏电能全部利用。