清华大学深圳国际研究生院陈伟坚获国家专利权
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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119944782B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510412196.3,技术领域涉及:H02J3/32;该发明授权一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法是由陈伟坚;姚兆胜;任欣悦;贾丰玮;朱虹丽设计研发完成,并于2025-04-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法在说明书摘要公布了:一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法,包括:通过数字化平台构建私有充电桩共享网络,将闲置充电桩开放给其他车主使用。基于电动汽车的充电需求和充电桩的时空分布,利用调度策略实现车桩精准匹配,提升资源利用率。结合车辆到电网技术,电动汽车在电网负荷高峰时反向供电,优化电网负荷平衡。构建多目标鲁棒优化模型,考虑不确定性信息、低碳化管理和需求响应策略,综合优化经济效益、环境效益和电网稳定性。将模型线性化,转化为混合整数规划模型,提高求解效率。利用真实数据,验证了该模式的可行性和优化效果,为实际运营提供决策支持,为解决公共充电设施不足、缓解电网压力、推动低碳发展提供了创新解决方案。
本发明授权一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法在权利要求书中公布了:1.一种私有充电桩共享模式运营与车辆到电网的协同优化方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、私有充电桩共享网络:基于数字化平台,私有充电桩在闲置时段对外开放,供其他电动汽车车主使用,实现充电资源的共享; S2、调度策略与匹配机制:基于电动汽车的充电需求和私有充电桩的时空分布,通过调度策略实现电动汽车与私有充电桩的精准匹配,优化车桩匹配效率,提升充电资源利用率; S3、车辆到电网能源管理:结合车辆到电网技术,使电动汽车在电网负荷高峰时向电网反向供电,实现电动汽车与电网的双向能量互动,优化电网负荷平衡,降低电网压力; S4、多目标鲁棒优化模型:构建考虑不确定性信息、低碳化管理和需求响应策略的多目标鲁棒优化模型,综合考虑经济效益、环境效益和电网稳定性,提升综合效能; 所述多目标鲁棒优化模型包括: 最小化总成本,包括充电成本、行驶距离惩罚成本和外部需求波动惩罚成本; 最大限度降低电网负荷波动,提升电网稳定性; 最小化二氧化碳排放量,实现低碳化管理; 考虑外部用电需求的不确定性,构建不确定性集; 通过标量化方法将多目标优化问题转化为单目标优化问题,来实现模型的求解; S5、模型线性化与求解:通过数学方法将复杂的优化模型进行线性化处理,转化为混合整数规划模型,利用求解器进行求解; 所述模型线性化与求解包括: 将不确定性参数通过对偶法转化为线性形式; 使用McCormick方法处理非凸非线性项,将模型进行线性化; 经过步骤S4和步骤S5,最终,将所构建的所述多目标鲁棒优化模型转化为混合整数规划模型,该混合整数规划模型包括以下约束条件和目标函数: 电动汽车充电价格构成的约束条件,限定充电价格由电网电价和服务价格组成; 私有充电桩开放时间的第一个约束条件,限定电动汽车开始充电时间不早于充电桩开放时间; 私有充电桩开放时间的第二约束条件,限定电动汽车结束充电时间不晚于充电桩关闭时间; 电动汽车状态的约束条件,限定电动汽车在同一时段只能处于充电、放电或空闲中的一种状态; 车桩匹配的第一个约束条件,限定每辆电动汽车仅匹配一个私有充电桩; 车桩匹配的第二个约束条件,限定每个充电桩在同一时段至多服务一辆电动汽车; 电动汽车续航能力的约束条件,限定电动汽车剩余电量足以支撑到所匹配的充电桩; 电动汽车标称充电量的第一个计算约束,限定基于充电功率、状态变量和时段跨度确定充电量; 电动汽车标称放电量的第二个计算约束,限定基于放电功率、状态变量和时段跨度确定放电量; 电动汽车充电结束电量的约束条件,限定结束时电量满足用户需求; 电网负荷上限的约束条件,限定电网供电负荷不超过上限; 电网负荷下限的约束条件,限定电网供电负荷不低于下限; 电动汽车电池电量迭代的约束条件,限定基于前一时段电量和当前充放电量更新电量; 电池电量上限的约束条件,限定电量不超过额定容量; 电池电量下限的约束条件,限定电量不低于最大放电深度对应的电量; 多目标优化问题标量化处理的约束条件,通过权重和参考点将多目标转化为单目标; 具有不确定集、经过标量化处理、并通过对偶法将不确定参数转化为等效线性形式的第一个目标函数,用于最小化总成本;其中,标量化处理通过应用最大排序标量化和鲁棒增强加权切比雪夫方法,将原多目标鲁棒优化问题中与总成本相关的目标转换为等效的非线性形式; 具有不确定集、经过标量化处理、并通过对偶法将不确定参数转化为等效线性形式的第二个目标函数,用于最大限度降低电网负荷波动;其中,标量化处理通过应用最大排序标量化和鲁棒增强加权切比雪夫方法,将原多目标鲁棒优化问题中与电网负荷波动相关的目标转换为等效的非线性形式; 具有不确定集、经过标量化处理、并通过对偶法将不确定参数转化为等效线性形式的第三个目标函数,用于最小化二氧化碳排放量;其中,标量化处理通过应用最大排序标量化和鲁棒增强加权切比雪夫方法,将原多目标鲁棒优化问题中与二氧化碳排放量相关的目标转换为等效的非线性形式; 考虑外部用电需求不确定性的电力供需平衡约束条件,通过对偶法将不确定参数转化为线性形式; 车桩交互时间非凸非线性项的线性化约束条件,使用McCormic方法处理非凸非线性项,将车桩交互时间的非线性关系转化为线性形式。
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