一種基于參數(shù)序列化的電動汽車需求響應控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車需求響應控制領域，尤其涉及一種基于參數(shù)序列化的電動汽 車需求響應控制方法。
【背景技術】
[0002] 氣候變化、能源和環(huán)境問題是人類社會共同面對的長期問題。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車在 工作時會產(chǎn)生廢氣污染和環(huán)境噪聲，而電動汽車在工作時則避免了上述缺點，且能源效率 高，因此成為我國重點支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著電動汽車示范工程的推廣，到2020 年，電動汽車的生產(chǎn)能力將達200萬輛、累計產(chǎn)銷量超過500萬輛。電動汽車作為一種新型 產(chǎn)業(yè)，具有可控性和儲能特性。
[0003]電動汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)，雖然可以解決上述問題，但是若不對其進行合理控制 和規(guī)劃，還會給電網(wǎng)帶來一些新問題，諸如負荷的增長，優(yōu)化控制難度加大，電能質(zhì)量下降， 規(guī)劃難度加大等。對電動汽車進行研宄，主要從以下三個方面，1)電動汽車充電負荷建模與 仿真計算；2)電動汽車接入對電力系統(tǒng)的影響；3)電動汽車充放電控制與利用。
[0004]當今，對電動汽車的研宄已取得一定的研宄成果，但尚未成熟，特別是在第3)方 面。針對電動汽車充放電的控制和利用，已經(jīng)提出了一種區(qū)域內(nèi)電動汽車充放電和一種基 于拉格朗日松弛法的分布式充放電控制方法，但上述方法均未與需求響應相互聯(lián)系，即，沒 有與電動汽車的實際充電特性很好的結(jié)合加以研宄。而電動汽車作為一種新興產(chǎn)業(yè)，可利 用其良好的儲能特性和可控特性使其成為需求側(cè)良好的響應調(diào)度的資源，為電網(wǎng)提供服 務。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于參數(shù)序列化的電動汽車需求響應控制方法，本發(fā)明對電動 汽車群體進行了有效控制，詳見下文描述：
[0006]一種基于參數(shù)序列化的電動汽車需求響應控制方法，所述方法包括以下步驟：
[0007]建立電動汽車充電模型，通過定義能量狀態(tài)值，描述電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過 程；
[0008]通過電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊列的控制方法改變調(diào)控 對象集合中電動汽車的充電狀態(tài)；
[0009]在系統(tǒng)功率需求已知的條件下，與電動汽車預測模型相結(jié)合，實現(xiàn)了對電動汽車 群體進行有效控制。
[0010] 其中，所述通過電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊列的控制方 法改變調(diào)控對象集合中電動汽車的充電狀態(tài)的步驟具體為：
[0011] 對充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進行排序；
[0012] 在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動汽車群；
[0013]根據(jù)系統(tǒng)控制目標從可以控制的電動汽車群中確定調(diào)控對象集合；
[0014] 根據(jù)功率消耗對調(diào)控對象集合實施相應控制。
[0015] 其中，所述對充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進 行排序的步驟具體為：
[0016] 對充電狀態(tài)群內(nèi)電動汽車按照能量狀態(tài)值的大小升序排列，對空閑狀態(tài)群內(nèi)電動 汽車按照能量狀態(tài)值的大小降序排列。
[0017] 其中，所述在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動汽 車群的步驟具體為：
[0018] 根據(jù)能量狀態(tài)最大值、能量狀態(tài)最小值對電動汽車的能量狀態(tài)值進行控制，選取 可以控制的電動汽車群。
[0019] 其在，所述根據(jù)系統(tǒng)控制目標從可以控制的電動汽車群中確定調(diào)控對象集合的步 驟具體為：
[0020] 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；
[0021] 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。
[0022] 其中，所述根據(jù)功率消耗對調(diào)控對象集合實施相應控制的步驟具體為：
[0023] 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)；
[0024] 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)。
[0025] 其中，所述電動汽車預測模型具體為：
[0026] 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測。
[0027] 本發(fā)明提供的技術方案的有益效果是：本發(fā)明類比對熱力學可控負荷進行控制的 溫度優(yōu)先列表（TPL)需求響應控制方法，提出了基于能量狀態(tài)優(yōu)先隊列方法對電動汽車進 行需求響應控制，并與電動汽車預測模型相互配合，該方法用限定充電邊界來控制電動汽 車群體短暫性啟停的充電，通過改變充電上下邊界的大小，來改變電動汽車充電過程中的 啟停，從而改變電動汽車群體的充電功率，不改變電動汽車的起始充電時間，可在一定程度 上滿足用戶的舒適度；且此方法考慮了電動汽車數(shù)量的實時變化，減輕了對電動汽車充電 負荷多樣性的破壞程度，實現(xiàn)電動汽車的即插即用和分布式控制，實現(xiàn)了對電動汽車群體 進行有效的控制。
【附圖說明】
[0028] 圖1為一種基于參數(shù)序列化的電動汽車需求響應控制方法的流程圖。
[0029] 圖2為本發(fā)明提供的電動汽車充電模型；
[0030] 圖3為能量狀態(tài)值變化；
[0031] 圖4為ESPL控制方法的示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明基于參數(shù)序列化技術的電動汽車需求響應控制策略整體控制示意 圖；
[0033]圖6為在基于參數(shù)序列化技術ESPL的電動汽車需求響應控制策略下對電動汽車 進行控制的響應功率曲線；
[0034] 圖7為控制措施下能量狀態(tài)標識、充電狀態(tài)和能量狀態(tài)曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步 地詳細描述。
[0036] 電動汽車作為一種新興產(chǎn)業(yè)，可利用其良好的儲能特性和可控特性使其成為需求 側(cè)良好的響應調(diào)度的資源，為電網(wǎng)提供服務。為此，通過需求側(cè)管理的方法對電動汽車進行 了有效引導，達到了電動汽車充放電行為的有序優(yōu)化控制，同時研宄了基于需求響應的控 制策略下電動汽車接入給電網(wǎng)帶來的風險性，詳見下文描述：
[0037] 實施例1
[0038] 結(jié)合圖1，對該電動汽車需求響應控制方法的操作流程進行如下描述：
[0039] 101 :建立電動汽車充電模型，通過定義能量狀態(tài)值，描述電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn) 換過程；
[0040] 102 :通過電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊列的控制方法改變 調(diào)控對象集合中電動汽車的充電狀態(tài)；
[0041] 103:在系統(tǒng)功率需求已知的條件下，與電動汽車預測模型相結(jié)合，實現(xiàn)了對電動 汽車群體進行有效控制。
[0042] 其中，步驟102中的通過電動汽車充電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，采用能量狀態(tài)優(yōu)先隊列 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)的步驟具體為：
[0043] 1021 :對充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動汽車，按照能量狀態(tài)值的大小，重新進行排 序；
[0044] 1022 :在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以控制的電動汽車 群；
[0045] 1023 :根據(jù)系統(tǒng)控制目標從可以控制的電動汽車群中確定調(diào)控對象集合；
[0046] 1024 :根據(jù)功率消耗對調(diào)控對象集合實施相應控制。
[0047] 進一步地，步驟1021中的對充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)電動汽車，按照能量狀態(tài)值 的大小，重新進行排序的步驟具體為：
[0048] 對充電狀態(tài)群內(nèi)電動汽車按照能量狀態(tài)值的大小升序排列，對空閑狀態(tài)群內(nèi)電動 汽車按照能量狀態(tài)值的大小降序排列。
[0049] 進一步地，步驟1022中的在重新排列后的充電狀態(tài)、空閑狀態(tài)群內(nèi)分別選擇可以 控制的電動汽車群的步驟具體為：
[0050] 根據(jù)能量狀態(tài)最大值、能量狀態(tài)最小值對電動汽車的能量狀態(tài)值進行控制，選取 可以控制的電動汽車群。
[0051] 進一步地，步驟1023中的根據(jù)系統(tǒng)控制目標從可以控制的電動汽