CN117474270A - 一种基于bp的电动公交车激励-响应特性精准量化方法 - Google Patents

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CN117474270A CN202311501128.1A CN202311501128A CN117474270A CN 117474270 A CN117474270 A CN 117474270A CN 202311501128 A CN202311501128 A CN 202311501128A CN 117474270 A CN117474270 A CN 117474270A
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Abstract

本发明公开了一种基于BP的电动公交车激励‑响应特性精准量化方法,属于电力负荷调控领域。对电动公交车充电及运行信息采集,构建电动公交车充放电运行约束模型,运行约束主要由电动公交车当前剩余SOC和剩余发车时间决定,提出基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,对采集的电动公交车充电信息和运行信息进行训练,对构建的充放电损耗模型中的系数进行整定;提出基于BP神经网络的电动公交车激励‑响应特性模型,结合电动公交车充放电运行约束和基于BP神经网络的充放电损耗模型,可量化获得精准的电动公交车激励‑响应特性。本发明提升了电动公交车激励‑响应特性的准确度,为电动公交车参与电网调控提供坚强的技术支撑。

Description

一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法
技术领域
本发明属于电力负荷调控领域,具体涉及一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法。
背景技术
电动公交车参与电网调度需要进行充放电操作,会产生一定的损耗。此外,电动公交车参与电网调控时不可影响其正常的运行计划。因此,在实际中,并不是给电动公交车激励,电动公交即参与响应;只有当激励价格达到一定值,并在不影响其运行计划的前提下,电动公交车才参与响应。掌握其激励-响应特性,可以进一步评估其响应能力,支撑电网对其进行有效的调度。
但现有方法电动公交车激励-响应特性研究上,较少关注损耗系数对特性的影响,系数一般根据经验给出,不够精确,进而给出的电动公交车激励-响应特性不够准确。本发明基于BP神经网络,对电动公交车历史样本进行训练学习,可给出更加精准的损耗系数,提高电动公交车激励-响应特性的精准度。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,用于解决现有的电动公交车激励-响应特性不够准确的问题。
本发明所采用的技术方案如下:一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,包括电动公交车充电及运行信息采集,构建电动公交车充放电运行约束模型,构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,步骤具体如下:
S01:首先,采集的电动公交车充电信息:包括电动公交车当前SOC、电动公交车初始SOC、电动公交车衰减后的SOC、电动公交车充电功率、电动公交车放电功率、电动公交车充电效率、电动公交车放电效率;然后,采集的电动公交车运行信息主要包括:发车时间、激励价格、上调响应功率、下调响应功率;
S02:构建电动公交车充放电运行约束模型:电动公交车参与电网响应的前提是需要满足运行约束条件,即在不影响电动公交车运行计划的前提下参与电网响应,运行约束由电动公交车当前剩余SOC和剩余发车时间决定,构建的电动公交车充放电运行约束模型包括充电约束模型和放电约束模型,其中充电运行约束模型旨在保障电动公交车参与充电响应后不应超过衰减后的SOC,防止电池充爆,放电运行约束模型旨在保障电动公交车参与放电响应后剩余的SOC不影响下一次发车需求;
S03:构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型:电动公交车在充放电过程中会产生充电损耗或放电损耗,只有当激励价格大于充放电损耗时,电动公交车才响应充放电,因此采用BP神经网络模型,对采集的电动公交车充电信息和运行信息进行训练,对构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,提高充放电损耗模型的准确率;
S04:根据步骤S03构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,准确的描述电动公交车的充放电损耗,结合步骤S02中的电动公交车充放电运行约束,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,量化获得精准的电动公交车激励-响应特性,进而有效调度电动公交车参与电网运行。
进一步的,步骤S01提出的电动公交车充电及运行信息采集方法采集的数据利用公式(1)和(2)如下:
式中:X(t)为t时刻采集的电动公交车充电信息,Sh(t)为t时刻采集的电动公交车h当前SOC,为采集的电动公交车h初始SOC,/>为采集的电动公交车h衰减后的SOC,/>为t时刻采集的电动公交车h充电功率,/>为t时刻采集的电动公交车h放电功率,/>为采集的电动公交车h充电效率,/>为采集的电动公交车h放电效率,Y(t)为t时刻采集的电动公交车运行信息,/>为t时刻后电动公交车h的发车时间、fex(t)为t时刻采集的激励价格,Pup(t)为t时刻采集的上调响应功率,Pdn(t)为t时刻采集的下调响应功率。
进一步的,步骤S02构建的电动公交车充放电约束模型步骤如下:
S21:构建电动公交车放电运行约束模型,如公式(3)-(5)所示,公式(3)表示当放电Δtmin后剩余的大于放电阈值/>时,则电动公交车h满足放电运行约束条件;放电后电动公交车的剩余SOC/>根据公式(4)计算,放电阈值/>根据公式(5)计算;
式中,为电动公交车h在t时刻放电Δtmin后剩余的SOC,/>为电动公交车h的放电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC。/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,为电动公交车在t时刻后的下一次发车时刻,/>为电动公交车为满足时刻/>发车时所需要的最小SOC。
S22:构建电动公交车充电运行约束模型,如公式(6)-(8)所示,公式(6)表示当充电Δtmin后电动公交车的SOC小于充电阈值/>时,则电动公交车h满足充电运行约束条件,充电后电动公交车的SOC/>根据公式(7)来计算,电动公交车的充电阈值/>根据公式(8)来计算。
式中,为电动公交车h在t时刻充电Δtmin后的SOC,/>为电动公交车h的充电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,/>为电动公交车h衰减后的最大SOC值。
进一步的,步骤S3构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,包括电动公交车充电和放电损耗模型,构建步骤如下:
S31、构建电动公交车充电和放电损耗模型:构建的电动公交车放电损耗模型如公式(9)所示,构建的电动公交车充电损耗模型/>如公式(10)所示,电动公交车的充放电损耗模型主要与电动公交车初始最大SOC/>电动公交车衰减后最大SOC/>电动公交车h在t时刻的SOCSh(t)决定,
式中:为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h衰减后的SOC,为电动公交车h的初始SOC,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电功率,k1为电动公交车的放电衰减系数,k2为电动公交车的放电剩余SOC系数,k3为电动公交车的放电深度系数,k4为电动公交车的充电衰减系数,k5为电动公交车的充电剩余SOC系数,k6为电动公交车的充电深度系数;
S32、采用BP神经网络模型,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,通过训练学习电动公交车充放电数据样本和部分运行数据样本,提取与放电损耗相关的特征,进而实现对电动公交车放电损耗系数的精准整定,共有4类输入和3个输出,4类输入分别为:X(t)为t时刻电动公交车的充放电运行数据、为t时刻后电动公交车h的下一次发车时刻、fex(t)为t时刻的激励价格、Pdn(t)为t时刻的下调响应功率;3个输出分别为:电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3
其中,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,方法如下:采集电动公交车充放电信息和部分运行信息的训练样本,训练采集的样本,对训练后的放电损耗系数整定模型进行网络测试,在离线训练检测神经网络模型,获取放电损耗系数整定的BP神经网络训练函数、连接权值、阈值,提取样本特征,构建基于BP神经网络的电动公交车放电损耗系数整定模型,神经网络隐含层采用tansig函数,则隐含层输出如公式(11)所示:
式中:Xi'(t)为放电损耗系数整定神经网络的输入,i为神经网络训练的层数,需要对样本进行5层训练;hj为放电损耗系数整定神经网络隐含层的输出;Wij为放电损耗系数整定神经网络输入层至输出层的连接权值;bj为放电损耗系数整定神经网络的阈值;j的范围为1至n;n为放电损耗系数整定神经网络络隐层单元的个数。放电损耗系数整定神经网络的输出层采用purelin函数,神经网络的输出如公式(13)所示
式中:km为放电损耗系数整定神经网络的输出;wjm为放电损耗系数整定神经网络隐层单元到输出层单元的连接权值,m的范围为1至3;
获取准确的电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3后,代入公式(9)即获得准确的电动公交车放电损耗模型;采用同样方法,获得准确的电动公交车充电损耗模型。
进一步的步骤S04,首先构建电动公交车充电和放电参与度模型,公式(14)为电动公交车放电参与度模型,公式(15)为电动公交车充电参与度模型,
式中:fex(t)为t时刻的激励电价,为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h在t时刻的充电损耗,然后,根据公式(3)、(6)、(14)、(15)即获得电动公交车的充放电激励-响应特性曲线,当电动公交车满足公式(3)和公式(14)时,即能够根据激励电价fex(t)参与放电响应;当电动公交车满足公式(6)和公式(15)时,即能够根据激励电价fex(t)参与充电响应。
本发明的优点及有益效果:本发明的方法基于BP神经网络,对电动公交车历史样本进行训练学习,可给出更加精准的损耗系数,提高了电动公交车激励-响应特性的精准度,为电动公交车参与电网调控提供坚强的技术支撑。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为基于BP神经网络的放电损耗系数整定模型图;
图3为电动公交车激励-响应特性曲线图。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明做进一步的说明:
实施例1
如图1所示,一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,包括电动公交车充电及运行信息采集,构建电动公交车充放电运行约束模型,构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,步骤具体如下:
S01:首先,采集的电动公交车充电信息:包括电动公交车当前SOC、电动公交车初始SOC、电动公交车衰减后的SOC、电动公交车充电功率、电动公交车放电功率、电动公交车充电效率、电动公交车放电效率;然后,采集的电动公交车运行信息主要包括:发车时间、激励价格、上调响应功率、下调响应功率;
S02:构建电动公交车充放电运行约束模型:电动公交车参与电网响应的前提是需要满足运行约束条件,即在不影响电动公交车运行计划的前提下参与电网响应,运行约束由电动公交车当前剩余SOC和剩余发车时间决定,构建的电动公交车充放电运行约束模型包括充电约束模型和放电约束模型,其中充电运行约束模型旨在保障电动公交车参与充电响应后不应超过衰减后的SOC,防止电池充爆,放电运行约束模型旨在保障电动公交车参与放电响应后剩余的SOC不影响下一次发车需求;
S03:构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型:电动公交车在充放电过程中会产生充电损耗或放电损耗,只有当激励价格大于充放电损耗时,电动公交车才响应充放电,因此采用BP神经网络模型,对采集的电动公交车充电信息和运行信息进行训练,对构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,提高充放电损耗模型的准确率;
S04:根据步骤S03构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,准确的描述电动公交车的充放电损耗,结合步骤S02中的电动公交车充放电运行约束,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,量化获得精准的电动公交车激励-响应特性,进而有效调度电动公交车参与电网运行。
其中,本实施例的步骤S01提出的电动公交车充电及运行信息采集方法采集的数据利用公式(1)和(2)如下:
式中:X(t)为t时刻采集的电动公交车充电信息,Sh(t)为t时刻采集的电动公交车h当前SOC,为采集的电动公交车h初始SOC,/>为采集的电动公交车h衰减后的SOC,/>为t时刻采集的电动公交车h充电功率,/>为t时刻采集的电动公交车h放电功率,/>为采集的电动公交车h充电效率,/>为采集的电动公交车h放电效率,Y(t)为t时刻采集的电动公交车运行信息,/>为t时刻后电动公交车h的发车时间、fex(t)为t时刻采集的激励价格,Pup(t)为t时刻采集的上调响应功率,Pdn(t)为t时刻采集的下调响应功率。
其中,本实施例的步骤S02构建的电动公交车充放电约束模型步骤如下:
S21:构建电动公交车放电运行约束模型,如公式(3)-(5)所示,公式(3)表示当放电Δtmin后剩余的SOC大于放电阈值/>时,则电动公交车h满足放电运行约束条件;放电后电动公交车的剩余SOC/>根据公式(4)计算,放电阈值/>根据公式(5)计算;
式中,为电动公交车h在t时刻放电Δtmin后剩余的SOC,/>为电动公交车h的放电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC。/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,为电动公交车在t时刻后的下一次发车时刻,/>为电动公交车为满足时刻/>发车时所需要的最小SOC。
S22:构建电动公交车充电运行约束模型,如公式(6)-(8)所示,公式(6)表示当充电Δtmin后电动公交车的SOC小于充电阈值/>时,则电动公交车h满足充电运行约束条件,充电后电动公交车的SOC/>根据公式(7)来计算,电动公交车的充电阈值/>根据公式(8)来计算。
式中,为电动公交车h在t时刻充电Δtmin后的SOC,/>为电动公交车h的充电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,/>为电动公交车h衰减后的最大SOC值。
其中,本实施例的步骤S3构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,包括公交车充电和放电损耗模型,构建步骤如下:
S31、构建电动公交车充电和放电损耗模型:构建的电动公交车放电损耗模型如公式(9)所示,构建的电动公交车充电损耗模型/>如公式(10)所示,电动公交车的充放电损耗模型主要与电动公交车初始最大SOC/>电动公交车衰减后最大SOC/>电动公交车h在t时刻的SOCSh(t)决定,
式中:为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h衰减后的SOC,为电动公交车h的初始SOC,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电功率,k1为电动公交车的放电衰减系数,k2为电动公交车的放电剩余SOC系数,k3为电动公交车的放电深度系数,k4为电动公交车的充电衰减系数,k5为电动公交车的充电剩余SOC系数,k6为电动公交车的充电深度系数;
S32、采用BP神经网络模型,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,构建的基于BP神经网络的放电损耗系数整定模型如图2所示,通过训练学习电动公交车充放电数据样本和部分运行数据样本,提取与放电损耗相关的特征,进而实现对电动公交车放电损耗系数的精准整定,共有4类输入和3个输出,4类输入分别为:X(t)为t时刻电动公交车的充放电运行数据、为t时刻后电动公交车h的下一次发车时刻、fex(t)为t时刻的激励价格、Pdn(t)为t时刻的下调响应功率;3个输出分别为:电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3
其中,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,方法如下:采集电动公交车充放电信息和部分运行信息的训练样本,训练采集的样本,对训练后的放电损耗系数整定模型进行网络测试,在离线训练检测神经网络模型,获取放电损耗系数整定的BP神经网络训练函数、连接权值、阈值,提取样本特征,构建基于BP神经网络的电动公交车放电损耗系数整定模型,神经网络隐含层采用tansig函数,则隐含层输出如公式(11)所示:
式中:Xi'(t)为放电损耗系数整定神经网络的输入,i为神经网络训练的层数,需要对样本进行5层训练;hj为放电损耗系数整定神经网络隐含层的输出;Wij为放电损耗系数整定神经网络输入层至输出层的连接权值;bj为放电损耗系数整定神经网络的阈值;j的范围为1至n;n为放电损耗系数整定神经网络络隐层单元的个数。放电损耗系数整定神经网络的输出层采用purelin函数,神经网络的输出如公式(13)所示
式中:km为放电损耗系数整定神经网络的输出;wjm为放电损耗系数整定神经网络隐层单元到输出层单元的连接权值,m的范围为1至3;
获取准确的电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3后,代入公式(9)即获得准确的电动公交车放电损耗模型;采用同样方法,获得准确的电动公交车充电损耗模型。
其中,本实施例的步骤S04,首先构建电动公交车充电和放电参与度模型,公式(14)为电动公交车放电参与度模型,公式(15)为电动公交车充电参与度模型,
式中:fex(t)为t时刻的激励电价,为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h在t时刻的充电损耗,然后,根据公式(3)、(6)、(14)、(15)即获得电动公交车的充放电激励-响应特性曲线,如图3所示,当电动公交车满足公式(3)和公式(14)时,即能够根据激励电价fex(t)参与放电响应;当电动公交车满足公式(6)和公式(15)时,即能够根据激励电价fex(t)参与充电响应。

Claims (5)

1.一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,包括电动公交车充电及运行信息采集,构建电动公交车充放电运行约束模型,构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,其特征在于,步骤具体如下:
S01:首先,采集的电动公交车充电信息:包括电动公交车当前SOC、电动公交车初始SOC、电动公交车衰减后的SOC、电动公交车充电功率、电动公交车放电功率、电动公交车充电效率、电动公交车放电效率;然后,采集的电动公交车运行信息主要包括:发车时间、激励价格、上调响应功率、下调响应功率;
S02:构建电动公交车充放电运行约束模型:电动公交车参与电网响应的前提是需要满足运行约束条件,即在不影响电动公交车运行计划的前提下参与电网响应,运行约束由电动公交车当前剩余SOC和剩余发车时间决定,构建的电动公交车充放电运行约束模型包括充电约束模型和放电约束模型,其中充电运行约束模型旨在保障电动公交车参与充电响应后不应超过衰减后的SOC,防止电池充爆,放电运行约束模型旨在保障电动公交车参与放电响应后剩余的SOC不影响下一次发车需求;
S03:构建基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型:电动公交车在充放电过程中会产生充电损耗或放电损耗,只有当激励价格大于充放电损耗时,电动公交车才响应充放电,因此采用BP神经网络模型,对采集的电动公交车充电信息和运行信息进行训练,对构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,提高充放电损耗模型的准确率;
S04:根据步骤S03构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,准确的描述电动公交车的充放电损耗,结合步骤S02中的电动公交车充放电运行约束,构建基于BP神经网络的电动公交车激励-响应特性模型,即量化获得精准的电动公交车激励-响应特性,进而有效调度电动公交车参与电网运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,其特征在于,步骤S01提出的电动公交车充电及运行信息采集方法采集的数据利用公式(1)和(2)如下:
式中:X(t)为t时刻采集的电动公交车充电信息,Sh(t)为t时刻采集的电动公交车h当前SOC,为采集的电动公交车h初始SOC,/>为采集的电动公交车h衰减后的SOC,/>为t时刻采集的电动公交车h充电功率,/>为t时刻采集的电动公交车h放电功率,/>为采集的电动公交车h充电效率,/>为采集的电动公交车h放电效率,Y(t)为t时刻采集的电动公交车运行信息,/>为t时刻后电动公交车h的发车时间、fex(t)为t时刻采集的激励价格,Pup(t)为t时刻采集的上调响应功率,Pdn(t)为t时刻采集的下调响应功率。
3.根据权利要求2所述的一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,其特征在于,步骤S02构建的电动公交车充放电约束模型步骤如下:
S21:构建电动公交车放电运行约束模型,如公式(3)-(5)所示,公式(3)表示当放电Δtmin后剩余的大于放电阈值/>时,则电动公交车h满足放电运行约束条件;放电后电动公交车的剩余/>根据公式(4)计算,放电阈值/>根据公式(5)计算;
式中,为电动公交车h在t时刻放电Δtmin后剩余的SOC,/>为电动公交车h的放电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC。/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,/>为电动公交车在t时刻后的下一次发车时刻,/>为电动公交车为满足时刻/>发车时所需要的最小SOC。
S22:构建电动公交车充电运行约束模型,如公式(6)-(8)所示,公式(6)表示当充电Δtmin后电动公交车的小于充电阈值/>时,则电动公交车h满足充电运行约束条件,充电后电动公交车的/>根据公式(7)来计算,电动公交车的充电阈值/>根据公式(8)来计算。
式中,为电动公交车h在t时刻充电Δtmin后的SOC,/>为电动公交车h的充电阈值,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的充电功率,/>为电动公交车h衰减后的最大SOC值。
4.根据权利要求3所述的一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,其特征在于,步骤S3构建的基于BP神经网络的电动公交车充放电损耗模型,包括电动公交车充电和放电损耗模型,构建步骤如下:
S31、构建电动公交车充电和放电损耗模型:构建的电动公交车放电损耗模型如公式(9)所示,构建的电动公交车充电损耗模型/>如公式(10)所示,电动公交车的充放电损耗模型主要与电动公交车初始最大/>电动公交车衰减后最大/>电动公交车h在t时刻的SOCSh(t)决定,
式中:为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h衰减后的SOC,/>为电动公交车h的初始SOC,Sh(t)为电动公交车h在t时刻的SOC,/>为电动公交车h的放电效率,/>为电动公交车h的充电效率,/>为电动公交车h的放电功率,/>为电动公交车h的充电功率,k1为电动公交车的放电衰减系数,k2为电动公交车的放电剩余SOC系数,k3为电动公交车的放电深度系数,k4为电动公交车的充电衰减系数,k5为电动公交车的充电剩余SOC系数,k6为电动公交车的充电深度系数;
S32、采用BP神经网络模型,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,通过训练学习电动公交车充放电数据样本和部分运行数据样本,提取与放电损耗相关的特征,进而实现对电动公交车放电损耗系数的精准整定,共有4类输入和3个输出,4类输入分别为:X(t)为t时刻电动公交车的充放电运行数据、为t时刻后电动公交车h的下一次发车时刻、fex(t)为t时刻的激励价格、Pdn(t)为t时刻的下调响应功率;3个输出分别为:电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3
其中,对电动公交车充放电损耗模型中的系数进行整定,方法如下:采集电动公交车充放电信息和部分运行信息的训练样本,训练采集的样本,对训练后的放电损耗系数整定模型进行网络测试,在离线训练检测神经网络模型,获取放电损耗系数整定的BP神经网络训练函数、连接权值、阈值,提取样本特征,构建基于BP神经网络的电动公交车放电损耗系数整定模型,神经网络隐含层采用tansig函数,则隐含层输出如公式(11)所示:
式中:Xi'(t)为放电损耗系数整定神经网络的输入,i为神经网络训练的层数,需要对样本进行5层训练;hj为放电损耗系数整定神经网络隐含层的输出;Wij为放电损耗系数整定神经网络输入层至输出层的连接权值;bj为放电损耗系数整定神经网络的阈值;j的范围为1至n;n为放电损耗系数整定神经网络络隐层单元的个数。放电损耗系数整定神经网络的输出层采用purelin函数,神经网络的输出如公式(13)所示
式中:km为放电损耗系数整定神经网络的输出;wjm为放电损耗系数整定神经网络隐层单元到输出层单元的连接权值,m的范围为1至3;
获取准确的电动公交车的放电衰减系数k1、电动公交车的放电剩余SOC系数k2、电动公交车的放电深度系数k3后,代入公式(9)即获得准确的电动公交车放电损耗模型;采用同样方法,获得准确的电动公交车充电损耗模型。
5.根据权利要求4所述的一种基于BP的电动公交车激励-响应特性精准量化方法,其特征在于,步骤S04,首先构建电动公交车充电和放电参与度模型,公式(14)为电动公交车放电参与度模型,公式(15)为电动公交车充电参与度模型,
式中:fex(t)为t时刻的激励电价,为电动公交车h在t时刻的放电损耗,/>为电动公交车h在t时刻的充电损耗,然后,根据公式(3)、(6)、(14)、(15)即获得电动公交车的充放电激励-响应特性曲线,当电动公交车满足公式(3)和公式(14)时,即能够根据激励电价fex(t)参与放电响应;当电动公交车满足公式(6)和公式(15)时,即能够根据激励电价fex(t)参与充电响应。/>
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103507656A (zh) * 2013-10-10 2014-01-15 同济大学 一种可在线自调整的增程式电动汽车能量管理方法及***
US20150329003A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle operation to manage battery capacity
CN106712065A (zh) * 2017-02-23 2017-05-24 沈阳工业大学 一种电动汽车充电对配电网有功损耗影响指数预测方法
CN110428105A (zh) * 2019-08-01 2019-11-08 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种电动公交车日前充放电优化调度方法
CN111523722A (zh) * 2020-04-20 2020-08-11 武汉大学 一种基于深度强化学习的智能充电站优化选择***
CN112491036A (zh) * 2020-10-28 2021-03-12 四川大学 一种多主体互动博弈的配电网调峰运行管控方法及***
CN112906983A (zh) * 2021-03-22 2021-06-04 吉林大学 一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法
CN113486504A (zh) * 2021-06-28 2021-10-08 上海电机学院 一种基于调度成本的电池管理控制方法
CN113702836A (zh) * 2021-07-23 2021-11-26 国家电网有限公司西北分部 一种基于emd-gru锂离子电池荷电状态估计方法
KR20210148759A (ko) * 2020-06-01 2021-12-08 한국전력공사 배터리의 수명 향상을 위해 soc를 적용한 전기자동차의 충방전 스케쥴링 관리 시스템, 충방전 스케쥴링 서버 장치 및 충방전 스케쥴링 방법
CN114389294A (zh) * 2022-01-06 2022-04-22 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种面向降维等效的海量电动汽车集中式控制方法及***
WO2023082555A1 (zh) * 2021-11-12 2023-05-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 电动汽车剩余性能评估方法、装置和计算机可读存储介质

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103507656A (zh) * 2013-10-10 2014-01-15 同济大学 一种可在线自调整的增程式电动汽车能量管理方法及***
US20150329003A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Ford Global Technologies, Llc Electric vehicle operation to manage battery capacity
CN106712065A (zh) * 2017-02-23 2017-05-24 沈阳工业大学 一种电动汽车充电对配电网有功损耗影响指数预测方法
CN110428105A (zh) * 2019-08-01 2019-11-08 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种电动公交车日前充放电优化调度方法
CN111523722A (zh) * 2020-04-20 2020-08-11 武汉大学 一种基于深度强化学习的智能充电站优化选择***
KR20210148759A (ko) * 2020-06-01 2021-12-08 한국전력공사 배터리의 수명 향상을 위해 soc를 적용한 전기자동차의 충방전 스케쥴링 관리 시스템, 충방전 스케쥴링 서버 장치 및 충방전 스케쥴링 방법
CN112491036A (zh) * 2020-10-28 2021-03-12 四川大学 一种多主体互动博弈的配电网调峰运行管控方法及***
CN112906983A (zh) * 2021-03-22 2021-06-04 吉林大学 一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法
CN113486504A (zh) * 2021-06-28 2021-10-08 上海电机学院 一种基于调度成本的电池管理控制方法
CN113702836A (zh) * 2021-07-23 2021-11-26 国家电网有限公司西北分部 一种基于emd-gru锂离子电池荷电状态估计方法
WO2023082555A1 (zh) * 2021-11-12 2023-05-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 电动汽车剩余性能评估方法、装置和计算机可读存储介质
CN114389294A (zh) * 2022-01-06 2022-04-22 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种面向降维等效的海量电动汽车集中式控制方法及***

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOGHADAM MRV等: "Distributed Frequency Control via Randomized Response of Electric Vehicles in Power Grid", 《IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY》, vol. 7, no. 1, 18 November 2015 (2015-11-18), pages 312 - 324, XP011594241, DOI: 10.1109/TSTE.2015.2494504 *
SINGH J 等: "Cost Benefit Analysis for V2G Implementation of Electric Vehicles in Distribution System", 《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS》, vol. 56, no. 5, 14 April 2020 (2020-04-14), pages 5963 - 5973, XP011809533, DOI: 10.1109/TIA.2020.2986185 *
张书盈等: "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", 《电力***及其自动化学报》, vol. 29, no. 11, 15 November 2017 (2017-11-15), pages 39 - 46 *
王震等: "基于预测电池SOC的充电控制策略研究", 《电子质量》, no. 02, 20 February 2017 (2017-02-20), pages 1 - 3 *
章锐等: "电动公交车负荷参与新型城网调峰的能力评估", 《中国电机工程学报》, vol. 42, no. 1, 31 August 2022 (2022-08-31), pages 82 - 94 *
陈丽娟等: "计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略", 《电力***自动化》, vol. 44, no. 11, 10 June 2020 (2020-06-10), pages 52 - 60 *
马俊等: "不同工况对锂离子电池SOC预估精度的影响", 《电源技术》, vol. 40, no. 12, 20 December 2016 (2016-12-20), pages 2335 - 2338 *

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