本发明属于能源互联网，具体涉及一种电动汽车充电功率调度分析方法及装置。
背景技术：
1、需求响应是指电力系统根据供需平衡和电网稳定性的需要，通过改变用户用电行为来调整负荷需求。柔性负荷作为新型电力系统的重要组成部分，其具备需求侧响应能力，因此作为调配资源在有序用电中可以发挥重要作用。快速、准确的挖掘需求响应潜力来保证电网安全有效运行缓解供电压力，是地市公司开展供电服务的重要工作目标。
2、近年来，电动汽车大力发展对电力系统产生了巨大的影响，特别是在需求响应方面。电动汽车所使用的用动力电池具有可控性，并且能够向电网反向馈电，可作为分布式储能单元来使用，通过电动汽车的充电和放电行为，可以调节负荷需求，从而实现需求响应。这一特性使电动汽车以灵活性资源服务于电网系统有着巨大的潜力。据统计，2022年截止，新能源汽车在我国的市场保有量达到1310万辆，其中纯电动汽车占比为79.77％，市场保有量为1045万辆。假设以每辆电动汽车的电池容量为50kwh计算，那么将有超过6.55亿kwh的动力电池电容量。我国在2030年预计将有近1亿辆的电动汽车，那么将有超过49亿kwh的动力电池电容量。电动汽车负荷灵活并且可以快速响应，能够对新能源大规模的接入电网后产生的功率波动具有抵消作用，使电网可以安全稳定的运行。
3、目前，我国因风电与光伏发电产生的可再生能源渗透率增高，导致灵活性资源匮乏问题日益突出，因风电和光伏等新能源发电的波动性和不确定性导致电网调峰及保供安全存在较大压力，同时电力市场机制没有完全建设起来，电价市场化机制不够成熟，面向需求响应的充电功率优化以及面向ev用户的补偿机制仍缺乏成熟的运行框架，需求侧响应资源没有被积极的调动。随着我国电动汽车保有量的不断增高，同时电动汽车的无序入网会造成“峰上加峰”的不良影响，可以合理安排电动汽车(ev)进行有序入网参与需求响应。
4、因此，如何设计一种电动汽车用户和聚合商共同参与需求响应的充电功率调度方法，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为此，本发明提供一种电动汽车充电功率调度分析方法及装置，通过构建电动汽车用户与聚合商之间的合约模式，可以实现用户的即充即走，方便进行电量/容量的联合优化，并且设定充电需求下电动汽车的电量裕度参数，可以基于各电动汽车的裕度对充电功率进行分配调度，实现实时快速求解，满足充电以及参与需求响应。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车充电功率调度分析方法，包括：
3、通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略；通过所述需求响应策略使所述电动汽车用户满足自身充电需求的功率指标，并为电网提供辅助供电服务；
4、根据电网的负荷情况和调频需求，制定指定时间段内的充电电价和放电电价；通过所述指定时间段内的充电电价和放电电价，使所述电动汽车用户在电网负荷低的时段进行充电，在电网负荷高的时段进行放电；
5、通过规划充放电时段，及制定的所述指定时间段内的充电电价和放电电价，构建仿真实验模型；通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数；
6、所述聚合商根据优化后的所述变量参数，结合电网的实时调频信号和电动汽车用户的充电状态，调整每辆电动汽车用户的充电功率；通过对电动汽车用户的充电功率的调整满足电网的调频需求。
7、作为一种电动汽车充电功率调度分析方法优选方案，还包括：
8、根据电动汽车用户在调频服务中的参与程度和贡献，构建所述聚合商与所述电动汽车用户的收益分配策略；所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配。
9、作为一种电动汽车充电功率调度分析方法优选方案，通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略的步骤包括：
10、构建所述电动汽车用户与所述聚合商之间的合约模式，通过所述合约模式，使所述电动汽车用户在满足自身充电需求的前提下参与电网调频；
11、将所述电动汽车用户的实际充电需求作为前提，构建裕度评估策略；
12、通过所述裕度评估策略，将实时阶段的功率分配问题线性化，获得实时调度中的求解，完成结算阶段的边际成本、效益核算。
13、作为一种电动汽车充电功率调度分析方法优选方案，通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数包括：每个时段内所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量、所述聚合商上报的下行容量参数；
14、所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量和所述聚合商上报的下行容量的关系函数为：
15、
16、式中，ni为在i时段的平均充电电动汽车ev数量；nj为在j时段的平均充电电动车ev数量；max{ni}、max{nj}均为对优化参数的可行域约束取最大可能值；pmax为电动车电池的最大充电功率；pcharge,i为每时段聚合商充电功率；rup,i为聚合商上报的上行容量；rdown,i为聚合商上报的下行容量。
17、作为一种电动汽车充电功率调度分析方法优选方案，所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配过程中：
18、所述聚合商的收益为：
19、bao,i＝α(yr,i+ym,i)-βsde,charge,i
20、式中，bao,i为所述聚合商的收益；α为调频收益的分成比例；sde,charge,i为该时段结束后相对于对车主承诺的保底充电电量的电量缺额；β为惩罚系数；yr,i为容量收益；ym,i为调频里程收益；
21、所述电动汽车用户的收益为：
22、qi,j＝-ci,j+yi,j+βsde,charge,i
23、式中，qi,j为电动汽车在时段i因充电发生的总费用；ci,j为电动汽车在时段i的充电成本；yi,j为调频收益。
24、本发明还提供一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，采用上述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，包括：
25、参与需求响应策略构建模块，用于通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略；通过所述需求响应策略使所述电动汽车用户满足自身充电需求的功率指标，并为电网提供辅助供电服务；
26、各时间段充放电电价制定模块，用于根据电网的负荷情况和调频需求，制定指定时间段内的充电电价和放电电价；通过所述指定时间段内的充电电价和放电电价，使所述电动汽车用户在电网负荷低的时段进行充电，在电网负荷高的时段进行放电；
27、仿真实验模型构建及应用模块，用于通过规划充放电时段，及制定的所述指定时间段内的充电电价和放电电价，构建仿真实验模型；通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数；
28、电动汽车充电功率调整模块，用于所述聚合商根据优化后的所述变量参数，结合电网的实时调频信号和电动汽车用户的充电状态，调整每辆电动汽车用户的充电功率；通过对电动汽车用户的充电功率的调整满足电网的调频需求。
29、作为一种电动汽车充电功率调度分析处理装置优选方案，还包括：
30、收益分配模块，用于根据电动汽车用户在调频服务中的参与程度和贡献，构建所述聚合商与所述电动汽车用户的收益分配策略；所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配。
31、作为一种电动汽车充电功率调度分析处理装置优选方案，所述参与需求响应策略构建模块中，通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略的步骤包括：
32、构建所述电动汽车用户与所述聚合商之间的合约模式，通过所述合约模式，使所述电动汽车用户在满足自身充电需求的前提下参与电网调频；
33、将所述电动汽车用户的实际充电需求作为前提，构建裕度评估策略；
34、通过所述裕度评估策略，将实时阶段的功率分配问题线性化，获得实时调度中的求解，完成结算阶段的边际成本、效益核算。
35、作为一种电动汽车充电功率调度分析处理装置优选方案，所述仿真实验模型构建及应用模块中，通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数包括：每个时段内所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量、所述聚合商上报的下行容量参数；
36、所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量和所述聚合商上报的下行容量的关系函数为：
37、
38、式中，ni为在i时段的平均充电电动汽车ev数量；nj为在j时段的平均充电电动车ev数量；max{ni}、max{nj}均为对优化参数的可行域约束取最大可能值；pmax为电动车电池的最大充电功率；pcharge,i为每时段聚合商充电功率；rup,i为聚合商上报的上行容量；rdown,i为聚合商上报的下行容量。
39、作为一种电动汽车充电功率调度分析处理装置优选方案，所述收益分配模块中，所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配过程中：
40、所述聚合商的收益为：
41、bao,i＝α(yr,i+ym,i)-βsde,charge,i
42、式中，bao,i为所述聚合商的收益；α为调频收益的分成比例；sde,charge,i为该时段结束后相对于对车主承诺的保底充电电量的电量缺额；β为惩罚系数；yr,i为容量收益；ym,i为调频里程收益；
43、所述电动汽车用户的收益为：
44、qi,j＝-ci,j+yi,j+βsde,charge,i
45、式中，qi,j为电动汽车在时段i因充电发生的总费用；ci,j为电动汽车在时段i的充电成本；yi,j为调频收益。
46、本发明具有如下优点：通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略；通过所述需求响应策略使所述电动汽车用户满足自身充电需求的功率指标，并为电网提供辅助供电服务；根据电网的负荷情况和调频需求，制定指定时间段内的充电电价和放电电价；通过所述指定时间段内的充电电价和放电电价，使所述电动汽车用户在电网负荷低的时段进行充电，在电网负荷高的时段进行放电；通过规划充放电时段，及制定的所述指定时间段内的充电电价和放电电价，构建仿真实验模型；通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数；所述聚合商根据优化后的所述变量参数，结合电网的实时调频信号和电动汽车用户的充电状态，调整每辆电动汽车用户的充电功率；通过对电动汽车用户的充电功率的调整满足电网的调频需求。根据电动汽车用户在调频服务中的参与程度和贡献，构建所述聚合商与所述电动汽车用户的收益分配策略；所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配。本发明分析了电动汽车参与需求响应并入电网后对电网产生的积极影响，同时阐述了电动汽车参与需求响应的不同途径，并认为电动汽车应该以负荷聚合商的形式参与需求响应，这样更利于信息的传递以及对电动汽车的有序充放电行为更为有效的控制，同时解决了电动汽车用户以个体形式参与需求响应的弊端。本发明针对电动汽车参与需求响应，提出了最优充放电策略，构建了电动汽车以负荷聚合商形式参与需求响应的思路，并且设计了交易市场的机制。本发明通过规划充放电时段与制定充放电电价，以价格型需求侧响应为引导，以“削峰填谷”和电动汽车用户用车费用最少为目标，制定了电动汽车充放电电价，引导电动汽车进行有序充放电行为。本发明基于电动汽车参与需求响应产生的积极影响，对面向用户充电需求的用户合约设计进行讨论，以及对合约约束下的充电、备用优化、实时功率分配、收益结算为一体的聚合商运行模型进行研究，提出了一种市场环境下电动汽车用户、聚合商参与需求响应的运行框架，提出的电动汽车用户与聚合商之间的合约模式可以实现用户的即充即走，方便进行电量/容量的联合优化，并且提出的充电需求下电动汽车的电量裕度参数可以基于各电动汽车的裕度对充电功率进行分配调度，实现实时快速求解，满足充电以及参与需求响应。
1.一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数包括：每个时段内所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量、所述聚合商上报的下行容量参数；
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配过程中：
6.一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，采用权利要求1至5任一项所述的一种电动汽车充电功率调度分析方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，其特征在于，所述参与需求响应策略构建模块中，通过合约设计，构建电动汽车用户和聚合商共同参与的需求响应策略的步骤包括：
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，其特征在于，所述仿真实验模型构建及应用模块中，通过所述仿真实验模型优化所述聚合商进行实时调度与功率分配所依据的变量参数包括：每个时段内所述聚合商的充电功率、所述聚合商上报的上行容量、所述聚合商上报的下行容量参数；
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车充电功率调度分析处理装置，其特征在于，所述收益分配模块中，所述电动汽车用户和所述聚合商通过所述收益分配策略将参与电网调频获得的收益进行分配过程中：
