車群中確定調(diào) 控對象集合的步驟具體為:
[0052] 若功率消耗大于0,在空閑狀態(tài)的可控制電動汽車群中確定調(diào)控對象集合;
[0053] 若功率消耗小于0,則在充電狀態(tài)的可控制電動汽車群中確定調(diào)控對象集合。
[0054] 其中,步驟1024中的根據(jù)功率消耗對調(diào)控對象集合實施相應(yīng)控制的步驟具體為:
[0055] 若功率消耗大于0,在空閑狀態(tài)的可控制電動汽車群中,將電動汽車的充電狀態(tài)由 空閑狀態(tài)變化為充電狀態(tài);
[0056] 若功率消耗小于0,則在充電狀態(tài)的可控制電動汽車群中,將電動汽車的充電狀態(tài) 由充電狀態(tài)變化為空閑狀態(tài)。
[0057] 進一步地,103中的電動汽車預(yù)測模型具體為:
[0058] 通過電動汽車充電模型對t+1時刻電動汽車消耗的功率值進行預(yù)測。
[0059] 綜上所述,本發(fā)明提出了基于能量狀態(tài)優(yōu)先隊列方法對電動汽車進行需求響應(yīng)控 制,通過與電動汽車預(yù)測模型相互配合,實現(xiàn)了對電動汽車群體進行有效的控制。
[0060] 實施例2
[0061] 下面結(jié)合具體的計算公式、例子、圖2-圖5對實施例1中的電動汽車需求響應(yīng)控 制方法進行詳細(xì)的描述,詳見下文:
[0062] 201 :建立電動汽車的充電模型,通過定義能量狀態(tài)值,描述電動汽車充電狀態(tài)圮 的轉(zhuǎn)換過程;
[0063] 參見圖2, k代表電動汽車的標(biāo)號,t為當(dāng)前時刻,第k輛電動汽車的電池容量 為E。,k,假設(shè)用戶希望在Ts, k時間內(nèi)完成充電,則名義上,電動汽車的充電曲線為,如
所示。
[0064] 其中,^^表示t+At時刻,電動汽車名義上的充電量;At為時間步長,充電時間 Ts,k可由公式
得到,a k是事先調(diào)整好的已知變量,滿足a k> 1,它反映了用戶 的充電期望區(qū)間。
[0065] 實際上,電動汽車開始充電時間和結(jié)束充電時間分別為Tm,k和T fj,真實充電曲 線為
所示。
[0066] 其中,表示t+At時刻,電動汽車實際的充電量;Pa,k為電動汽車充電功率, n k為充電效率,電動汽車在充電時有兩個狀態(tài),即充電狀態(tài)< =1和空閑狀態(tài)< =〇,當(dāng) <=1時,電動汽車充電,消耗功率,若充電軌跡到達充電上邊界,狀態(tài)變化為4 = 1 -當(dāng) <=〇時,電動汽車暫時停止充電,不消耗功率,若充電軌跡到達充電下邊界,狀態(tài)變化為 n'k =0^1〇
[0067] 為了更加詳細(xì)的描述電動汽車充電狀態(tài)4的轉(zhuǎn)換過程,定義能量狀態(tài)值4,如
所示。將其與功率消耗對應(yīng),參見圖3。e + k和e _,k分別為第k輛電動汽車 的能量狀態(tài)最大和最小值,和上述充電上下邊界相對應(yīng),Sk為能量狀態(tài)死區(qū),大小如S k= ek_e ^所示。電動汽車充電狀態(tài)4的變化如
所示。其中,表示 t+At時刻,電動汽車的充電狀態(tài)。
[0068] 根據(jù)電動汽車充電狀態(tài) <和功率消耗的對應(yīng)關(guān)系,容易看出,當(dāng)電動汽車充電狀 態(tài)4改變時,消耗的功率會隨之改變,因此,可以通過控制電動汽車充電狀態(tài)4來控制電動 汽車消耗的功率值。
[0069] 202:采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊列(energy state priority list,ESPL)的控制方法改 變調(diào)控對象集合中電動汽車的充電狀態(tài);
[0070] 當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)含N輛電動汽車時,根據(jù)其自身狀態(tài),可以分為四個群,依次可以表示 為:
[0075] 其中,N代表系統(tǒng)內(nèi)的電動汽車總數(shù);<,6丨,4和<分別代表電動汽車的標(biāo)號, 且滿足1U丨$和iV〗分別代表t時刻四個群內(nèi)電動汽車的數(shù)量,
[0076]由于只有f群內(nèi)的電動汽車才消耗功率,因此,在t時刻,系統(tǒng)消耗的電功率為
,其中,P/表示t時刻,第k臺電動汽車消耗的功率。在不采取任何控制 措施時,每一輛電動汽車均按照自身控制規(guī)律進行操作。電動汽車需求響應(yīng)控制則是通過 有目的的改變和C 1群中部分電動汽車的充電狀態(tài),達到增加或減少功率消耗,從而實現(xiàn) 對系統(tǒng)進行支援的目的。
[0077] 能量狀態(tài)優(yōu)先隊列(energy state priority list,ESPL)的控制方法,是通過 能量狀態(tài)值4的大小選擇相應(yīng)編號的電動汽車,并以電動汽車充電狀態(tài)《丨為控制對象的方 法,具體步驟描述如下,參見圖4 :
[0078] 1)對和C1群內(nèi)電動汽車,按照4的大小,重新進行排序。
[0079] 具體為政群內(nèi)電動汽車按照4的大小升序排列,ct群內(nèi)電動汽車按照4的大小降序 排列,重新排列后的皮和C1群分別由
表 不。其中,& , d分另瞭不排序之后電動汽車的標(biāo)號。
[0080] 重新排列后的Bt和C t群內(nèi)電動汽車分別滿足:
[0081]
其中,4示重新排列后的群中標(biāo)號為g的電動汽車 能量狀態(tài)值,^表示重新排列后的f群中標(biāo)號為g的電動汽車的能量狀態(tài)值。
[0082] ?其中,忒表示重新排列后的群中標(biāo)號為;^的電動
〇iLi 汽車能量狀態(tài)值,表示重新排列后的C群中標(biāo)號為g的電動汽車能量狀態(tài)值。
[0083] 2)在重新排列后的和C1群內(nèi)選擇可以進行控制的電動汽車群劣和。
[0084] 具體為:定義能量狀態(tài)最大值ehigh和能量狀態(tài)最小值elM,使其分別滿足:
[0086] 則可以進行控制的電動汽車群分別定義為:
[0087]
分別 表示可控制的電動汽車標(biāo)號。
[0088]并滿足:
[0089] 其中,5^表不戌群中標(biāo)號為&的電動汽車的能量狀態(tài)值;5^表不g群中標(biāo)號 為 < 的電動汽車的能量狀態(tài)值;表示5丨群中標(biāo)號為的電動汽車的能量狀態(tài)值; 表示g群中標(biāo)號為的電動汽車的能量狀態(tài)值;4表示g群中標(biāo)號為g的電動 汽車的能量狀態(tài)值;&表示C:群中標(biāo)號為 < 的電動汽車的能量狀態(tài)值;表示#群中 標(biāo)號為的電動汽車的能量狀態(tài)值;<;+1表示e丨群中標(biāo)號為dpi的電動汽車的能量狀 態(tài)值。
[0090] 同理可得 < 表示g群中標(biāo)號為&的電動汽車的能量狀態(tài)值; < 表示^群中標(biāo) 號為S的電動汽車的能量狀態(tài)值; 表示e丨群中標(biāo)號為g的電動汽車的能量狀態(tài)值; <丨表示e丨群中標(biāo)號為g的電動汽車的能量狀態(tài)值。
[0091] 3)根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)AF&確定最終調(diào)控對象。
[0092] 表示功率消耗。具體為:若>0,代表系統(tǒng)希望增加功率消耗,則在< 中 確定調(diào)控對象集合;若AP; < 0,代表系統(tǒng)希望減少功率消耗,則在反中確定調(diào)控對象 集合和"可分別由
表 不。其中,e!(分別表不參與調(diào)控的電動汽車標(biāo)號。
[0093] 并滿足所示:
[0094] 其中,4表示中電動汽車g的能量狀態(tài)值; < 表示%中電動汽車g的能 量狀態(tài)值;同理,表示中電動汽車g的能量狀態(tài)值; < 表示中電動汽車&的能 量狀態(tài)值。如圖4所示,〇1,〇2, m, n, p, q表示電動汽車的序號。
[0095] 其中,和/;2為最終參與調(diào)控的電動汽車的數(shù)目,
[0098]其中,"丨和"2為需要參與調(diào)控的電動汽車數(shù)目,
[0100] 4)根據(jù)AP"對調(diào)控對象集合%和O丨_實施相應(yīng)控制。
[0101] 具體為:若A/t >0,提前改變中電動汽車的充電狀態(tài),由《丨= 0 - 1;若 < 〇,提前改變中電動汽車的充電狀態(tài),由4 = 14 〇
[0102] 203 :在系統(tǒng)功率需求已知的前提下,通過電動汽車充電模型,應(yīng)用ESPL方法,并 與電動汽車預(yù)測模型相結(jié)合,使電動汽車群體消耗功率響應(yīng)于系統(tǒng)需求,同時在一定程度 上滿足了電動汽車電池的壽命。
[0103] 參見圖5,對電動汽車群體進行需求響應(yīng)控制的具體控制過程分為如下5步,其中 圖內(nèi)時間步長為At = 1。
[0104] 1)在t時刻電動汽車各變量已知的情況下,通過電動汽車充電模型