一種利用電動(dòng)汽車的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于配電運(yùn)行領(lǐng)域，特別涉及一種利用電動(dòng)汽車的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大量以清潔和可再生能源為一次能源的分布式電源接入電力系統(tǒng)運(yùn)行是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這些分布式發(fā)電的接入可緩解傳統(tǒng)化石能源發(fā)電造成的環(huán)境污染問(wèn)題。目前虛擬發(fā)電廠模式是公認(rèn)的應(yīng)對(duì)高滲透率分布式電源接入運(yùn)行最有效模式和手段之一，該模式是利用先進(jìn)的通信與控制技術(shù)，協(xié)調(diào)控制散布在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)分布式電源、分布式儲(chǔ)能和用戶需求響應(yīng)(三者統(tǒng)稱為分布式資源)，使得它們的行為對(duì)電網(wǎng)而言表現(xiàn)為一個(gè)整體發(fā)電廠，向電網(wǎng)提供電壓支撐、頻率調(diào)節(jié)、擁塞管理等輔助服務(wù)。
[0003]當(dāng)前，分布式電源的類型主要包括光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，但以太陽(yáng)能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電為代表的分布式發(fā)電的輸出功率具有較大的波動(dòng)性，給配電網(wǎng)的繼電保護(hù)設(shè)置、電壓管理和電能質(zhì)量管理等造成的不利的影響。為平抑這種功率波動(dòng)，配電網(wǎng)中需要安裝一定容量的儲(chǔ)能裝置，但專門集中式的儲(chǔ)能裝置價(jià)格昂貴，運(yùn)行維護(hù)成本較高，這種方法的應(yīng)用范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用電動(dòng)汽車的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案一種利用電動(dòng)汽車的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度方法，所述虛擬發(fā)電廠包括多個(gè)散布在配電網(wǎng)絡(luò)的分布式電源和集中控制器，所述分布式電源的類型包括光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，將電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能裝置參與優(yōu)化調(diào)度，集中控制器與各電動(dòng)汽車充電站分別連接有雙向通信線路，配電網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接線路上安裝監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置與虛擬發(fā)電廠的集中控制器連接，用于測(cè)量配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換值Ppw;虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度控制過(guò)程包括如下步驟，
[0006]步驟1，當(dāng)虛擬發(fā)電廠的當(dāng)前調(diào)度時(shí)間段開始時(shí)，集中控制器獲取風(fēng)力發(fā)電功率實(shí)時(shí)值Pwd、光伏發(fā)電功率實(shí)時(shí)值Ppv和配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換值P pw；
[0007]步驟2，集中控制器建立功率優(yōu)化調(diào)度模型如下，
[0008]以配電網(wǎng)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)F，目標(biāo)函數(shù)為:
[0009]F = min (Ppw X C (Ppw) +Ppv X C (Ppv) +Pwd X C (Pwd) +Pvg X C (Pvg) -Pld X C (Pld))
[0010]式中，F(xiàn)為優(yōu)化目標(biāo)，Ppw為配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換實(shí)時(shí)值，Pvg為需要的儲(chǔ)能裝置充電功率，Pld為負(fù)荷取用功率值；C(P pw)、C(Ppv)、C(Pwd)、C(Pvg)和C(Pld)分別為外部電網(wǎng)供電實(shí)時(shí)電價(jià)、光伏發(fā)電單位功率成本、風(fēng)力發(fā)電單位功率成本、電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電時(shí)的單位功率價(jià)格和負(fù)荷取用單位功率價(jià)格；
[0011]優(yōu)化調(diào)度滿足如下約束條件:
[0012]ηX Pvginin ( IPvgI 彡 ηΧ Pvginax
[0013]O ^ η ^ nmax
[0014]Ppw+Pwd+Pvg+Ppv= P id
[0015]式中，n為接入電動(dòng)汽車數(shù)量，11_為配電網(wǎng)所在區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車的最大數(shù)量，PvglH11JB P vgl_分別為單個(gè)電動(dòng)汽車充放電的功率最小值和最大值；
[0016]步驟3，集中控制器求解步驟2所建功率優(yōu)化調(diào)度模型，得到電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電時(shí)的單位功率價(jià)格C(Pvg);
[0017]步驟4，集中控制器向各電動(dòng)汽車充電站發(fā)送單位功率價(jià)格C(Pvg),配電網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)接受該價(jià)格的電動(dòng)汽車接入電動(dòng)汽車充電站，作為分布式儲(chǔ)能裝置提供儲(chǔ)能。
[0018]而且，所述調(diào)度時(shí)間段是將一天的時(shí)間根據(jù)調(diào)度的需要?jiǎng)澐譃槿舾啥巍?br>[0019]而且，步驟4完成后，等待新的調(diào)度時(shí)間段開始再返回步驟I。
[0020]本發(fā)明還相應(yīng)提供一種利用電動(dòng)汽車的虛擬發(fā)電廠優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，所述虛擬發(fā)電廠包括多個(gè)散布在配電網(wǎng)絡(luò)的分布式電源和集中控制器，所述分布式電源的類型包括光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電，將電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能裝置參與優(yōu)化調(diào)度，集中控制器與各電動(dòng)汽車充電站分別連接有雙向通信線路，配電網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接線路上安裝監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置與虛擬發(fā)電廠的集中控制器連接，用于測(cè)量配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換值Ppw;集中控制器包括如下申旲塊，
[0021]實(shí)時(shí)功率接收模塊，用于當(dāng)虛擬發(fā)電廠的當(dāng)前調(diào)度時(shí)間段開始時(shí)，獲取風(fēng)力發(fā)電功率實(shí)時(shí)值Pwd、光伏發(fā)電功率實(shí)時(shí)值Ppv和配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換值P pw；
[0022]優(yōu)化模型建立模塊，用于建立功率優(yōu)化調(diào)度模型如下，
[0023]以配電網(wǎng)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)F，目標(biāo)函數(shù)為:
[0024]F = min (Ppw X C (Ppw) +Ppv X C (Ppv) +Pwd X C (Pwd) +Pvg X C (Pvg) -Pld X C (Pld))
[0025]式中，F(xiàn)為優(yōu)化目標(biāo)，Ppw為配電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的功率交換實(shí)時(shí)值，Pvg為需要的儲(chǔ)能裝置充電功率，Pld為負(fù)荷取用功率值；C(P pw)、C(Ppv)、C(Pwd)、C(Pvg)和C(Pld)分別為外部電網(wǎng)供電實(shí)時(shí)電價(jià)、光伏發(fā)電單位功率成本、風(fēng)力發(fā)電單位功率成本、電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電時(shí)的單位功率價(jià)格和負(fù)荷取用單位功率價(jià)格；
[0026]優(yōu)化調(diào)度滿足如下約束條件:
[0027]ηX Pvginin ( PvJ 彡 nX Pvginax
[0028]Ο^η^Ξ nmax
[0029]Ppw+Pwd+Pvg+Ppv= P id
[0030]式中，n為接入電動(dòng)汽車數(shù)量，11_為配電網(wǎng)所在區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車的最大數(shù)量，PvglH11JB P vgl_分別為單個(gè)電動(dòng)汽車充放電的功率最小值和最大值；
[0031]單位功率價(jià)格獲取模塊，用于求解功率優(yōu)化調(diào)度模型，得到電動(dòng)汽車進(jìn)行充放電時(shí)的單位功率價(jià)格C(Pvg);
[0032]價(jià)格發(fā)布模塊，用于向各電動(dòng)汽車充電站發(fā)送單位功率價(jià)格C(Pvg)，配電網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)接受該價(jià)格的電動(dòng)汽車接入電動(dòng)汽車充電站，作為分布式儲(chǔ)能裝置提供儲(chǔ)能。
[0033]而且，所述調(diào)度時(shí)間段是將一天的時(shí)間根據(jù)調(diào)度的需要?jiǎng)澐譃槿舾啥巍?br>[0034]而且，價(jià)格發(fā)布模塊在向各電動(dòng)汽車充電站發(fā)送單位功率價(jià)格完成后，等待新的調(diào)度時(shí)間段開始再命令實(shí)時(shí)功率接收模塊工作。
[0035]本發(fā)明通過(guò)虛擬發(fā)電廠確定電動(dòng)汽車參與配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的電價(jià)后，電動(dòng)汽車提供其存儲(chǔ)容量參與配電網(wǎng)的有功功率調(diào)度，平抑波動(dòng)性分布式電源的功率輸出，使得配電網(wǎng)運(yùn)行成本最小?？稍诎l(fā)揮分布式電源發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，利用大量電動(dòng)汽車匯聚成為儲(chǔ)能裝置來(lái)平抑分布式電源的功率波動(dòng)，提高配電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步提高了分布式電源的利用效率。本發(fā)明對(duì)于提高虛擬發(fā)電廠的實(shí)用化水平、進(jìn)一步發(fā)揮電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能給電力系統(tǒng)帶來(lái)的諸多效益具有重要理論和實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案、優(yōu)點(diǎn)更加清晰，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例和附圖來(lái)介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0039]本發(fā)明考慮到電動(dòng)汽車在世界范圍日益普及，它所攜帶的各種類型的電池既可接入電網(wǎng)充電，此時(shí)作為負(fù)荷使用，同時(shí)也可以將存儲(chǔ)的電能向電網(wǎng)放電，此時(shí)作為電源使用，可以看到電動(dòng)汽車的電池可看作是一個(gè)容量較小的儲(chǔ)能裝置。
[0040]因此，若能設(shè)計(jì)一種基于虛擬發(fā)電廠模式的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略，在充分發(fā)揮分布式電源發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，將大量電動(dòng)汽車視為分布式儲(chǔ)能裝置，將其匯聚后成為容量較大的儲(chǔ)能，用于平抑分布式發(fā)電輸出功率的波動(dòng)性，在外部電網(wǎng)電價(jià)較高時(shí)放電，在外部電網(wǎng)電價(jià)較低時(shí)充電，