本发明涉及电动汽车v2g集群充放电控制领域，具体涉及一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法、系统及介质。
背景技术：
1、近年来，随着电动汽车保有量的迅速增长，作为一种新型的可调节负荷，电动汽车充电行为的随机性和同时性对电网运行提出新的需求，对电网峰谷平衡的影响越来越大，在不经控制条件下大量电动汽车接入城市电网充电，将会增加城市电网不确定风险。通过电动汽车与电网互动技术(vehicle to grid，v2g)可以是电动汽车集群可以在电网发电富余的时段储存电能，在合适的时段向电网反馈电能，利用电动汽车v2g不仅支撑了城市电网电压和频率调节、供电可靠性提高等辅助服务，保障电网平衡，也可为电网提供充裕的应急资源，提高紧急供电能力，提高电网的智能化和坚强性。
2、而现有技术只是考虑到电动汽车出行情况制定电动汽车参与电网调频的方案，而未考虑电动汽车电池充放电寿命，进而导致制定的方案不合理。
技术实现思路
1、为了解决现有技术只是考虑到电动汽车出行情况制定电动汽车参与电网调频的方案，而未考虑电动汽车电池充放电寿命，进而导致制定的方案不合理的问题，本发明提出了一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法，包括：
2、基于电池汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态、标准放电深度、放电循环起始荷电状态标准值和电池投资成本确定电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本；
3、基于所述电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本结合预先构建的电动汽车竞价优化模型，采用线性化求解方法，得到电动汽车集群中各电动汽车参与v2g的优化方案；
4、其中，所述电动汽车竞价优化模型是以电动汽车集群获利最大为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
5、可选的，所述基于电池汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态、标准放电深度、放电循环起始荷电状态标准值和电池投资成本确定电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，包括：
6、基于电动汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态计算放电深度；
7、基于所述放电深度和标准放电深度计算放电深度加速系数；
8、基于各电动汽车放电循环起始荷电状态和放电循环起始荷电状态标准值计算放电区间加速系数；
9、由环境温度加速系数、放电深度加速系数和放电区间加速系数计算电池容量衰减率；
10、基于所述容量衰减率、所述放电深度和所述标准放电深度，计算实际电池循环寿命；
11、将电池在标准测试条件下的循环寿命与所述实际电池循环寿命的比值作为v2g中一次任意放电区间的放电循环对应的等效循环次数；
12、基于所述电池在标准测试条件下的循环寿命、所述等效循环次数和电池投资成本，结合电池寿命损耗成本计算式，计算电池寿命损耗成本。
13、可选的，所述电池寿命损耗成本计算式如下式所示：
14、
15、式中，closs为电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，为v2g中一次任意放电区间的放电循环对应的等效循环次数，n0为电池在标准测试条件下的循环寿命，cbat为电池投资成本。
16、可选的，所述实际电池循环寿命按下式计算：
17、
18、式中，nlife为实际电池循环寿命；n0为电池在标准测试条件下的循环寿命；λ1与λ2为实验数据拟合参数；dodref为标准放电深度；dod为放电深度；socdis_ref为放电循环起始荷电状态标准值；socdis_init为放电循环起始荷电状态。
19、可选的，所述电动汽车竞价优化模型的构建包括：
20、以电动汽车集群获利最大为目标构建目标函数；
21、为所述目标函数设置约束条件；
22、其中，所述约束条件包括：小时调度功率约束、调频容量申报约束、电动汽车soc约束。
23、可选的，所述目标函数如下式所示：
24、
25、式中，ωev为电动汽车集合；ωt为调度时段集合；为t时段电价；和分别为电动汽车i在t时段的小时充电功率和小时放电功率；分别为t时段上调频价格和下调频价格；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量；为电动汽车i参与v2g的电池寿命损耗成本；i为电动汽车编号；t为时段。
26、可选的，所述小时调度功率约束如下式所示：
27、
28、其中，和分别为小时充、放电功率；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间，由电动汽车出行规律、出行距离及离网时间计算得到；和电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和为电动汽车充、放电状态的二进制变量。
29、可选的，所述调频容量申报约束如下式所示：
30、
31、
32、式中，γc和γd为电动汽车充、放电状态的二进制变量；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间；和电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和分为电动汽车i在t时段的小时充电功率和小时放电功率；分别为上调频容量边界和下调频容量边界。
33、可选的，所述电动汽车soc约束如下式所示：
34、
35、
36、其中，soci,t+1为电动汽车i在时段t+1电池的soc；soci,t为电动汽车i在时段t电池的soc；和分别为小时充、放电功率；分别为上、下调频能量系数；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量；η为电动汽车充放电效率；cev为电池容量；为电动汽车行驶soc损耗；socmin和socmax分别为v2g中电池的soc下限和上限；为电动汽车i入网申报的期望soc；ti,dep为电动汽车i离网时刻。
37、可选的，所述基于所述电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本结合预先构建的电动汽车竞价优化模型，采用线性化求解方法，得到电动汽车参与v2g的优化方案，包括：
38、对上调频容量边界约束、下调频容量边界约束进行线性化处理；
39、对电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本进行线性化处理；
40、由线性化处理后的上调频容量边界约束、下调频容量边界约束和电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，求解目标函数，得到最优目标值；
41、将所述最优目标值时电动汽车参与v2g的方案作为优化方案。
42、可选的，所述对电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本进行线性化处理，包括：
43、构造电池充放电过程指示变量、电池充电转放电动作指示变量、电池放电转充电动作指示变量，并设置池充放电循环次数限制；
44、基于所述电池放电转充电动作指示变量和所述电池充放电循环次数限制进行电池充放电循环区间提取；
45、基于提取的电池充放电循环区间对放电深度决定的等效循环次数进行线性化；
46、基于提取的电池充放电循环区间对放电初始soc导致的等效循环次数进行线性化；
47、基于线性化的放电深度决定的等效循环次数和线性化的放电初始soc导致的等效循环次数对实际放电循环的等效循环次数进行线性化；
48、基于线性化后的实际放电循环的等效循环次数、电池在标准测试条件下的循环寿命和电池投资成本计算电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本。
49、可选的，所述对上调频容量边界约束、下调频容量边界约束进行线性化处理，如下式所示：
50、
51、
52、式中，和分别为小时充、放电功率；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间；pmaxc和pmaxd电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和为电动汽车充、放电状态的二进制变量；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量。
53、可选的，所述将实际放电循环的等效循环次数线性化如下式所示：
54、
55、式中，为线性化的实际放电循环的等效循环次数，为线性化的放电初始soc导致的等效循环次数，为线性化的放电深度决定的等效循环次数，z′x为将连续变量离散化的二进制变量，m为函数的分段总数，x为端点。
56、再一方面本发明还提供了一种电动汽车参与调频市场的竞价优化系统，包括：
57、损耗成本计算模块，用于基于电池汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态、标准放电深度、放电循环起始荷电状态标准值和电池投资成本确定电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本；
58、优化模块，用于基于所述电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本结合预先构建的电动汽车竞价优化模型，采用线性化求解方法，得到电动汽车集群中各电动汽车参与v2g的优化方案；
59、其中，所述电动汽车竞价优化模型是以电动汽车集群获利最大为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
60、可选的，所述损耗成本计算模块，具体用于：
61、基于电动汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态计算放电深度；
62、基于所述放电深度和标准放电深度计算放电深度加速系数；
63、基于各电动汽车放电循环起始荷电状态和放电循环起始荷电状态标准值计算放电区间加速系数；
64、由环境温度加速系数、放电深度加速系数和放电区间加速系数计算电池容量衰减率；
65、基于所述容量衰减率、所述放电深度和所述标准放电深度，计算实际电池循环寿命；
66、将电池在标准测试条件下的循环寿命与所述实际电池循环寿命的比值作为v2g中一次任意放电区间的放电循环对应的等效循环次数；
67、基于所述电池在标准测试条件下的循环寿命、所述等效循环次数和电池投资成本，结合电池寿命损耗成本计算式，计算电池寿命损耗成本。
68、可选的，所述电池寿命损耗成本计算式如下式所示：
69、
70、式中，closs为电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，为v2g中一次任意放电区间的放电循环对应的等效循环次数，n0为电池在标准测试条件下的循环寿命，cbat为电池投资成本。
71、可选的，所述实际电池循环寿命按下式计算：
72、
73、式中，nlife为实际电池循环寿命；n0为电池在标准测试条件下的循环寿命；λ1与λ2为实验数据拟合参数；dodref为标准放电深度；dod为放电深度；socdis_ref为放电循环起始荷电状态标准值；socdis_init为放电循环起始荷电状态。
74、可选的，还包括模型构建模块，用于以电动汽车集群获利最大为目标构建目标函数；
75、为所述目标函数设置约束条件；
76、其中，所述约束条件包括：小时调度功率约束、调频容量申报约束、电动汽车soc约束。
77、可选的，所述目标函数如下式所示：
78、
79、式中，ωev为电动汽车集合；ωt为调度时段集合；为t时段电价；和分别为电动汽车i在t时段的小时充电功率和小时放电功率；分别为t时段上调频价格和下调频价格；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量；为电动汽车i参与v2g的电池寿命损耗成本；i为电动汽车编号；t为时段。
80、可选的，所述小时调度功率约束如下式所示：
81、
82、其中，和分别为小时充、放电功率；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间，由电动汽车出行规律、出行距离及离网时间计算得到；和电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和为电动汽车充、放电状态的二进制变量。
83、可选的，所述调频容量申报约束如下式所示：
84、
85、
86、式中，γc和γd为电动汽车充、放电状态的二进制变量；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间；和电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和分为电动汽车i在t时段的小时充电功率和小时放电功率；分别为上调频容量边界和下调频容量边界。
87、可选的，所述电动汽车soc约束如下式所示：
88、
89、
90、其中，soci,t+1为电动汽车i在时段t+1电池的soc；soci,t为电动汽车i在时段t电池的soc；和分别为小时充、放电功率；分别为上、下调频能量系数；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量；η为电动汽车充放电效率；cev为电池容量；为电动汽车行驶soc损耗；socmin和socmax分别为v2g中电池的soc下限和上限；为电动汽车i入网申报的期望soc；ti,dep为电动汽车i离网时刻。
91、可选的，所述优化模块包括：
92、调频容量线性化子模块，用于对上调频容量边界约束、下调频容量边界约束进行线性化处理；
93、损耗成本线性化子模块，用于对电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本进行线性化处理；
94、求解子模块，用于由线性化处理后的上调频容量边界约束、下调频容量边界约束和电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，求解目标函数，得到最优目标值；
95、优化方案确定子模块，用于将所述最优目标值时电动汽车参与v2g的方案作为优化方案。
96、可选的，损耗成本线性化子模块具体用于：
97、构造电池充放电过程指示变量、电池充电转放电动作指示变量、电池放电转充电动作指示变量，并设置池充放电循环次数限制；
98、基于所述电池放电转充电动作指示变量和所述电池充放电循环次数限制进行电池充放电循环区间提取；
99、基于提取的电池充放电循环区间对放电深度决定的等效循环次数进行线性化；
100、基于提取的电池充放电循环区间对放电初始soc导致的等效循环次数进行线性化；
101、基于线性化的放电深度决定的等效循环次数和线性化的放电初始soc导致的等效循环次数对实际放电循环的等效循环次数进行线性化；
102、基于线性化后的实际放电循环的等效循环次数、电池在标准测试条件下的循环寿命和电池投资成本计算电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本。
103、可选的，所述损耗成本线性化子模块按下式对实际放电循环的等效循环次数进行线性化：
104、
105、式中，为线性化的实际放电循环的等效循环次数，为线性化的放电初始soc导致的等效循环次数，为线性化的放电深度决定的等效循环次数，z′x为将连续变量离散化的二进制变量，m为函数的分段总数，x为端点。
106、可选的，调频容量线性化子模块按下式对上调频容量边界约束、下调频容量边界约束进行线性化处理：
107、
108、
109、式中，和分别为小时充、放电功率；ti,t为电动汽车i在时段t内接入电网的时间；和电动汽车最大充电功率和最大放电功率；和为电动汽车充、放电状态的二进制变量；和分别为电动汽车i在t时段的上调频容量和下调频容量。
110、再一方面，本技术还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
111、处理器，用于执行一个或多个程序；
112、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法。
113、再一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法。
114、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
115、本发明提供了一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法，包括基于电池汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态、标准放电深度、放电循环起始荷电状态标准值和电池投资成本确定电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本；基于所述电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本结合预先构建的电动汽车竞价优化模型，采用线性化求解方法，得到电动汽车集群中各电动汽车参与v2g的优化方案；其中，所述电动汽车竞价优化模型是以电动汽车集群获利最大为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。本发明能有效考虑电动汽车在参与调频过程中充放电对电池的损伤，使得电动汽车参与v2g的方案更合理，还实现了效益最大。
1.一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于电池汽车集合中各电动汽车放电循环起始荷电状态、放电循环终止荷电状态、标准放电深度、放电循环起始荷电状态标准值和电池投资成本确定电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池寿命损耗成本计算式如下式所示：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际电池循环寿命按下式计算：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动汽车竞价优化模型的构建包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数如下式所示：
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述小时调度功率约束如下式所示：
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调频容量申报约束如下式所示：
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电动汽车soc约束如下式所示：
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本结合预先构建的电动汽车竞价优化模型，采用线性化求解方法，得到电动汽车参与v2g的优化方案，包括：
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对电动汽车参与v2g的电池寿命损耗成本进行线性化处理，包括：
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将实际放电循环的等效循环次数线性化如下式所示：
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述对上调频容量边界约束、下调频容量边界约束进行线性化处理，如下式所示：
14.一种电动汽车参与调频市场的竞价优化系统，其特征在于，包括：
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述损耗成本计算模块，具体用于：
16.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至13中任一项所述的一种电动汽车参与调频市场的竞价优化方法。
