【复现】【充换电站】考虑用户充电负荷-最优分时电价互动的光储充换电站优化模型

 做研究最实在的路径遵循

就是当下热点

我们回顾一下电动汽车方向发展特点

充电特性研究

充电桩优化配置（数量&位置）

充电功率优化（定功率和分时电价）

充放电研究

有序放电

分区域开展需求模拟

光储充电

主打能源互补（多种形式）

换电站

这方面的研究比较少，主要是由于换电模式和技术尚处于初始发展阶段，潜力巨大，更容易产生创新性成果，是一个很好的“蓝海”方向。

文章目录

目录

前言

 

一、复现难点

二、部分代码

三、运行结果

下载链接

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前言

该程序复现《考虑用户充电负荷-最优分时电价互动的光储充换电站双层优化运行模型》，为解决光储充换电站运营阶段的经济性提升与光伏电能就地消纳难题，提出一种融合用户充电负荷与最优分时电价交互作用的优化运行框架。首先，借助电量电价弹性矩阵刻画分时电价对电动汽车充电负荷的时空关联特性，搭建基于最优分时电价的需求响应机制。其次，以光伏就地消纳为导向，构建包含充换电服务收益、电网购电成本、剩余电力上网收益等净收益函数，充分挖掘光伏、储能装置与换电站的柔性调度潜力，与原文献不同的是原文献采用了双层模型，但是考虑到智能算法运算结果准确性欠佳的问题，本次复现采用单层模型实现，通过matlab+gurobi求解，程序实现句句注释，方便研究学习！

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一、复现难点

1 基于分时电价的充电负荷需求响应

电价弹性系数矩阵是需求响应模型中应用比较经典的方法，分时电价机制利用经济激励方式引导需求侧调整用电方式，对减小负荷峰谷差、提高系统运行稳

定性具有重要意义。

运营商通过调整充电服务费，可优化充分负荷曲线，获取更高运营收益。引入电量电价弹性矩阵来表征充电电价变化对充电负荷的影响，每个时段的价格变化既会影响当前时段的负荷需求，也会影响其他时段的负荷。因此，电量电价弹性系数又分为自弹性系数和交叉弹性系数。

自弹性系数：

互弹性系数：

电量电价弹性系数矩阵：

分时电价的充电负荷需求：

2 充换电站模型及运行方式

通过集成光伏、储能和电池充放电设备（含充电桩和换电站），PSCS在给EV提供充换电服务的同时，光伏余电可以上网。常规充电桩正常供给充电负荷，换电站负责给到达的EV更换一块充满的电池，并对卸下的缺电电池进行充、放电管理，储能则协同PSCS站内设备运行，促进经济运行。

除了文献中提及的其他约束和目标函数外，本文的一大特点即是充换电站模型，因此该部分进行说明，其他部分的模型可自行参考文献。

除以上的运行约束外，还需考虑下述供需约束：

二、部分代码

options.gurobi.MIPGap =0.1;
result = optimize(Constraints, objective, options);
% 提取最优解（求解成功时）
if result.problem == 0% 提取变量值P_pv_val = value(P_pv);P_ess_ch_val = value(P_ess_ch);P_ess_dis_val = value(P_ess_dis);P_grid_b_val = value(P_grid_b);P_grid_s_val = value(P_grid_s);P_ev_ch_val = value(P_ev_ch);p_ev_ch_val = value(p_ev_ch);E_ess_val = value(E_ess);E_bss_val = value(E_bss);P_bss_ch_val = value(P_bss_ch);P_bss_dch_val = value(P_bss_dch);N_ev_sw_val = value(N_ev_sw);% 计算关键经济指标（文献表4格式）revenue_ev_val = sum(p_ev_ch_val .* P_ev_ch_val);revenue_ev_sw_val = sum(p_ev_sw * delta_e_sw * N_ev_sw_val);cost_grid_val = sum(c_grid_b .* P_grid_b_val);revenue_grid_val = sum(c_grid_s .* P_grid_s_val);net_profit = revenue_ev_val + revenue_ev_sw_val - cost_grid_val + revenue_grid_val;fprintf('===== 运营经济指标 =====\n');fprintf('EV充电收益：%.2f 元\n', revenue_ev_val);fprintf('换电收益：%.2f 元\n', revenue_ev_sw_val);fprintf('电网购电成本：%.2f 元\n', cost_grid_val);fprintf('光伏上网收益：%.2f 元\n', revenue_grid_val);fprintf('净收益：%.2f 元\n', net_profit);% 绘图：光储充换电站关键曲线figure('Color','w');% 子图1：分时电价与换电单价subplot(4,1,1);plot(1:T, p_ev_ch_val, 'r-o', 'LineWidth', 1.5); hold on;plot(1:T, ones(1,T)*p_ev_sw, 'k--', 'LineWidth', 1.2); hold off;legend('EV充电分时电价', '换电单价');title('EV充电分时电价与换电单价 (元/kWh)'); grid on;% 子图2：EV充电功率与换电数量subplot(4,1,2);plot(1:T, P_ev_ch_val, 'b-o', 'LineWidth', 1.5); hold on;ylabel('功率');yyaxis rightplot(1:T, N_ev_sw_val, 'm-s', 'LineWidth', 1.5); hold off;ylabel('数量');legend('EV充电功率', '换电数量');title('EV充电功率 (kW) 与换电数量 (辆)'); grid on;% 子图3：光伏出力与电网购售电subplot(4,1,3);plot(1:T, P_pv_val, 'g-o', 'LineWidth', 1.5); hold on;plot(1:T, P_grid_b_val, 'r--o', 1:T, P_grid_s_val, 'b--s', 'LineWidth', 1.2); hold off;legend('光伏出力', '电网购电', '售电');title('光伏出力与电网交互功率 (kW)'); grid on;

三、运行结果

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