一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其步驟包括：檢測電動汽車是否接入電網(wǎng)；接口電路獲取電動汽車電池初始荷電狀態(tài)、實時荷電狀態(tài)、用戶充電需求和期望離開時間；在充電站層，基于電池及用戶數(shù)據(jù)信息，計算電動汽車期望充/放電功率；計算電動汽車可用調(diào)頻容量；在中間代理層，計算電動汽車總的調(diào)頻容量和期望充/放電功率；同時與AGC系統(tǒng)通信，給充電站層派遣調(diào)節(jié)任務；根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務，對電動汽車進行充/放電控制。本發(fā)明通過集中調(diào)度控制，派遣電動汽車充/放電功率，抑制區(qū)域電網(wǎng)控制誤差和互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡線功率偏移，同時完成用戶充電需求，提高電網(wǎng)頻率質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟性和可控性。
【專利說明】-種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)【技術領域】，涉及一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車參與電網(wǎng) 二次頻率調(diào)節(jié)的集中調(diào)度控制方法。

【背景技術】
[0002] 電動汽車能有效緩解能源危機和環(huán)境污染，世界各國相繼出臺政策支持電動汽車 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，尤其是在中國，電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到了政府大力扶持，因而電動汽車入網(wǎng) 將日益普及。
[0003] 作為移動儲能單元，電動汽車充/放電功率具有快速的調(diào)節(jié)特性和響應特性，具 備參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的天然優(yōu)勢，因而電動汽車參與電網(wǎng)二次頻率調(diào)節(jié)的集中調(diào)度控制受 到重視。電力系統(tǒng)二次頻率調(diào)節(jié)的目的是通控制過互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)域控制誤差，抑制電網(wǎng)頻率 波動和聯(lián)絡線功率偏差。通常，根據(jù)區(qū)域控制誤差，調(diào)度中心集中安排調(diào)節(jié)計劃，并分配給 各發(fā)電廠，安排機組出力，實現(xiàn)電力供需匹配。然而，相對傳統(tǒng)發(fā)電機組，單輛電動汽車功率 可忽略不計，同時作為一種交通工具，電動汽車電池能量必須滿足用戶用車需求。
[0004] 因此，如何建立電動汽車分層調(diào)度集中控制，同時完成電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求和用戶充電 需求，是目如亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：基于電動汽車的快速調(diào)節(jié)和響應特性，提出電動汽車參與電網(wǎng) 二次頻率調(diào)節(jié)的分層調(diào)度集中控制方法，在滿足電動汽車用戶用車需求的同時，抑制電網(wǎng) 區(qū)域控制誤差和互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡線功率偏移。
[0006] 考慮到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是： 一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，該方法包括以下步驟： 步驟1 :檢測電動汽車是否接入電網(wǎng)，如果接入電網(wǎng)則執(zhí)行步驟2,否則電動汽車離開/ 未接入電網(wǎng)，不能接收調(diào)度集中控制，無法參與電網(wǎng)二次頻率調(diào)節(jié)； 步驟2 :接口電路IC(Interface Circuit)通過車載終端，獲取電動汽車電池初始荷電 狀態(tài)、實時荷電狀態(tài)、用戶充電需求和期望離開時間； 步驟3 :在充電站層(包括單個充電樁)，為了確保電動汽車用戶的期望電池荷電狀態(tài)， 基于車載終端上傳的電池及用戶數(shù)據(jù)信息，計算電動汽車期望充/放電功率；根據(jù)電動汽 車當前充/放電功率，計算電動汽車可用調(diào)頻容量(包括上調(diào)頻和下調(diào)頻容量）； 步驟4 :在中間代理層，根據(jù)充電站層上行的電動汽車調(diào)頻容量，計算電動汽車總的調(diào) 頻容量；根據(jù)上行的電動汽車期望充/放電功率，計算電動汽車總的期望充/放電功率；同 時，與AGC(Automation Generation Control)系統(tǒng)通信，根據(jù)區(qū)域控制誤差以及電動汽車的 調(diào)頻容量和期望充/放電功率，給充電站層派遣調(diào)節(jié)任務； 步驟5 :根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務，結合電動汽車的期望充/放電功率，在充電站 層，分派調(diào)節(jié)任務，發(fā)布調(diào)節(jié)命令，控制充/放電機，對電動汽車進行充/放電控制； 步驟6 :執(zhí)行步驟1，判斷電動汽車用戶是否離開電網(wǎng)。
[0007] 進一步，電動汽車的調(diào)頻容量計算方法為：

【權利要求】
1. 一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其特征是該方法包括以 下步驟： 步驟1 :檢測電動汽車是否接入電網(wǎng)，如果接入電網(wǎng)則執(zhí)行步驟2,否則電動汽車離開/ 未接入電網(wǎng)，不能接收調(diào)度集中控制，無法參與電網(wǎng)二次頻率調(diào)節(jié)； 步驟2 :接口電路1C通過車載終端，獲取電動汽車電池初始荷電狀態(tài)、實時荷電狀態(tài)、 用戶充電需求和期望離開時間； 步驟3:在充電站層，所述充電站層包括單個充電樁，為了確保電動汽車用戶的期望電 池荷電狀態(tài)，基于車載終端上傳的電池及用戶數(shù)據(jù)信息，計算電動汽車期望充/放電功率； 根據(jù)電動汽車當前充/放電功率，計算電動汽車可用調(diào)頻容量，所述電動汽車可用調(diào)頻容 量包括上調(diào)頻和下調(diào)頻容量； 步驟4:在中間代理層，根據(jù)充電站層上行的電動汽車調(diào)頻容量，計算電動汽車總的調(diào) 頻容量；根據(jù)上行的電動汽車期望充/放電功率，計算電動汽車總的期望充/放電功率；同 時，與AGC系統(tǒng)通信，根據(jù)區(qū)域控制誤差以及電動汽車的調(diào)頻容量和期望充/放電功率，給 充電站層派遣調(diào)節(jié)任務； 步驟5 :根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務，結合電動汽車的期望充/放電功率，在充電站 層，分派調(diào)節(jié)任務，發(fā)布調(diào)節(jié)命令，控制充/放電機，對電動汽車進行充/放電控制； 步驟6 :執(zhí)行步驟1，判斷電動汽車用戶是否離開電網(wǎng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動汽車的調(diào)頻容量計算方法為： a) 在充電站層：
b) 在中間代理層：
在上述式中，iL?為電動汽車最大V2G功率；i^為當前V2G功率；巧為充電站內(nèi)電動 汽車數(shù)量；為充電站內(nèi)電動汽車上調(diào)頻容量；為充電站內(nèi)電動汽車上調(diào)頻容量； 公為為所有電動汽車上調(diào)頻容量；為所有電動汽車下調(diào)頻容量。
3. 根據(jù)權利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動汽車的期望充/放電功率計算為： a)在充電站層： 如果電動汽車需要進行能量補給，其期望充/放電功率為：
式中：/^了^和^^分別為充電站內(nèi)進行能量補給的電動汽車的期望充/放電功率； 4為充電站內(nèi)進行能量補給電動汽車的數(shù)量；soq為用戶期望荷電狀態(tài)；socf為接入 電網(wǎng)時刻電動汽車初始荷電狀態(tài)；if 1為電動汽車接入電網(wǎng)時間；為用戶期望離開時間； 爯為電動汽車電池額定容量； 如果電動汽車維持電池荷電狀態(tài)，其期望充/放電功率為：
式中：和分別為充電站內(nèi)維持電池能量的電動汽車的期望充/放電功率； 4為充電站內(nèi)維持電池能量電動汽車的數(shù)量；上調(diào)節(jié)因子和下調(diào)節(jié)因子滿足如 下關系：
當 soc^socf1 時： 當 socu 乏 socf51 時： 當 socf1 < socu s socf 時：
當 SOCf <SOCa <300^ 時：
式中：soca為電動汽車電池當前荷電狀態(tài)；socf1為電動汽車電池允許最小荷電狀 態(tài)；socr為電動汽車電池允許最大荷電狀態(tài)； b)在中間代理層：
式中：if+Γ和墻分別為電動汽車總的期望充放電功率P為電動汽車充電站數(shù)量。
4.根據(jù)權利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動汽車調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動汽車的調(diào)節(jié)任務集中派遣控制為： a) 在中間代理層： 中間代理層與AGC系統(tǒng)通信，給電動汽車充電站層派遣調(diào)節(jié)任務為：
在上述式中，a為決策變量，滿足〇 ^ α ^ 1 ;ACE為區(qū)域控制誤差；貧+1為所有電動汽車 式中： 其中： 總的調(diào)節(jié)任務；5^+1為每個充電站電動汽車的調(diào)節(jié)任務； b) 在充電站層： 在充電站內(nèi)，根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務和電動汽車的期望充/放電功率，給每輛 電動汽車派遣調(diào)節(jié)任務； 如果電動汽車維持電池荷電狀態(tài)，其調(diào)節(jié)任務為：
式中：<和Z分別為充/放電效率；5^+1為維持電池荷電狀態(tài)的電動汽車總的調(diào)節(jié)任 務，且滿足：
如果電動汽車進行能量補給，其調(diào)節(jié)任務為：
式中：為進行能量補給的電動汽車總的調(diào)節(jié)任務，且滿足：
【文檔編號】H02J3/00GK104052055SQ201410311518
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】劉輝, 胡澤春, 宋永華, 汪旎 申請人:江蘇大學, 清華大學