一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其步驟包括：檢測(cè)電動(dòng)汽車(chē)是否接入電網(wǎng)；接口電路獲取電動(dòng)汽車(chē)電池初始荷電狀態(tài)、實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)、用戶(hù)充電需求和期望離開(kāi)時(shí)間；在充電站層，基于電池及用戶(hù)數(shù)據(jù)信息，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)期望充/放電功率；計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)可用調(diào)頻容量；在中間代理層，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)總的調(diào)頻容量和期望充/放電功率；同時(shí)與AGC系統(tǒng)通信，給充電站層派遣調(diào)節(jié)任務(wù)；根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務(wù)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充/放電控制。本發(fā)明通過(guò)集中調(diào)度控制，派遣電動(dòng)汽車(chē)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(luò)線功率偏移，同時(shí)完成用戶(hù)充電需求，提高電網(wǎng)頻率質(zhì)量和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可控性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)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(shù)】
[0002] 電動(dòng)汽車(chē)能有效緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染，世界各國(guó)相繼出臺(tái)政策支持電動(dòng)汽車(chē) 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，尤其是在中國(guó)，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展得到了政府大力扶持，因而電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng) 將日益普及。
[0003] 作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元，電動(dòng)汽車(chē)充/放電功率具有快速的調(diào)節(jié)特性和響應(yīng)特性，具 備參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的天然優(yōu)勢(shì)，因而電動(dòng)汽車(chē)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(guò)互聯(lián)電網(wǎng)區(qū)域控制誤差，抑制電網(wǎng)頻率 波動(dòng)和聯(lián)絡(luò)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(jì)劃，并分配給 各發(fā)電廠，安排機(jī)組出力，實(shí)現(xiàn)電力供需匹配。然而，相對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組，單輛電動(dòng)汽車(chē)功率 可忽略不計(jì)，同時(shí)作為一種交通工具，電動(dòng)汽車(chē)電池能量必須滿足用戶(hù)用車(chē)需求。
[0004] 因此，如何建立電動(dòng)汽車(chē)分層調(diào)度集中控制，同時(shí)完成電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求和用戶(hù)充電 需求，是目如亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：基于電動(dòng)汽車(chē)的快速調(diào)節(jié)和響應(yīng)特性，提出電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)用戶(hù)用車(chē)需求的同時(shí)，抑制電網(wǎng) 區(qū)域控制誤差和互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率偏移。
[0006] 考慮到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)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(cè)電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)離開(kāi)/ 未接入電網(wǎng)，不能接收調(diào)度集中控制，無(wú)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(guò)車(chē)載終端，獲取電動(dòng)汽車(chē)電池初始荷電 狀態(tài)、實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)、用戶(hù)充電需求和期望離開(kāi)時(shí)間； 步驟3 :在充電站層(包括單個(gè)充電樁)，為了確保電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的期望電池荷電狀態(tài)， 基于車(chē)載終端上傳的電池及用戶(hù)數(shù)據(jù)信息，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)期望充/放電功率；根據(jù)電動(dòng)汽 車(chē)當(dāng)前充/放電功率，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)調(diào)頻容量，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)總的調(diào) 頻容量；根據(jù)上行的電動(dòng)汽車(chē)期望充/放電功率，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)總的期望充/放電功率；同 時(shí)，與AGC(Automation Generation Control)系統(tǒng)通信，根據(jù)區(qū)域控制誤差以及電動(dòng)汽車(chē)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(wù)； 步驟5 :根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務(wù)，結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率，在充電站 層，分派調(diào)節(jié)任務(wù)，發(fā)布調(diào)節(jié)命令，控制充/放電機(jī)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充/放電控制； 步驟6 :執(zhí)行步驟1，判斷電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)是否離開(kāi)電網(wǎng)。
[0007] 進(jìn)一步，電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)頻容量計(jì)算方法為：

【權(quán)利要求】
1. 一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)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(cè)電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)離開(kāi)/ 未接入電網(wǎng)，不能接收調(diào)度集中控制，無(wú)法參與電網(wǎng)二次頻率調(diào)節(jié)； 步驟2 :接口電路1C通過(guò)車(chē)載終端，獲取電動(dòng)汽車(chē)電池初始荷電狀態(tài)、實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)、 用戶(hù)充電需求和期望離開(kāi)時(shí)間； 步驟3:在充電站層，所述充電站層包括單個(gè)充電樁，為了確保電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的期望電 池荷電狀態(tài)，基于車(chē)載終端上傳的電池及用戶(hù)數(shù)據(jù)信息，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)期望充/放電功率； 根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)前充/放電功率，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)可用調(diào)頻容量，所述電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)調(diào)頻容量，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)總的調(diào) 頻容量；根據(jù)上行的電動(dòng)汽車(chē)期望充/放電功率，計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)總的期望充/放電功率；同 時(shí)，與AGC系統(tǒng)通信，根據(jù)區(qū)域控制誤差以及電動(dòng)汽車(chē)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(wù)； 步驟5 :根據(jù)中間代理層下行調(diào)節(jié)任務(wù)，結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率，在充電站 層，分派調(diào)節(jié)任務(wù)，發(fā)布調(diào)節(jié)命令，控制充/放電機(jī)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充/放電控制； 步驟6 :執(zhí)行步驟1，判斷電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)是否離開(kāi)電網(wǎng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)頻容量計(jì)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(dòng)汽車(chē)最大V2G功率；i^為當(dāng)前V2G功率；巧為充電站內(nèi)電動(dòng) 汽車(chē)數(shù)量；為充電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)上調(diào)頻容量；為充電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)上調(diào)頻容量； 公為為所有電動(dòng)汽車(chē)上調(diào)頻容量；為所有電動(dòng)汽車(chē)下調(diào)頻容量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率計(jì)算為： a)在充電站層： 如果電動(dòng)汽車(chē)需要進(jìn)行能量補(bǔ)給，其期望充/放電功率為：
式中：/^了^和^^分別為充電站內(nèi)進(jìn)行能量補(bǔ)給的電動(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率； 4為充電站內(nèi)進(jìn)行能量補(bǔ)給電動(dòng)汽車(chē)的數(shù)量；soq為用戶(hù)期望荷電狀態(tài)；socf為接入 電網(wǎng)時(shí)刻電動(dòng)汽車(chē)初始荷電狀態(tài)；if 1為電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)時(shí)間；為用戶(hù)期望離開(kāi)時(shí)間； 爯為電動(dòng)汽車(chē)電池額定容量； 如果電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率； 4為充電站內(nèi)維持電池能量電動(dòng)汽車(chē)的數(shù)量；上調(diào)節(jié)因子和下調(diào)節(jié)因子滿足如 下關(guān)系：
當(dāng) soc^socf1 時(shí)： 當(dāng) socu 乏 socf51 時(shí)： 當(dāng) socf1 < socu s socf 時(shí)：
當(dāng) SOCf <SOCa <300^ 時(shí)：
式中：soca為電動(dòng)汽車(chē)電池當(dāng)前荷電狀態(tài)；socf1為電動(dòng)汽車(chē)電池允許最小荷電狀 態(tài)；socr為電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)總的期望充放電功率P為電動(dòng)汽車(chē)充電站數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種面向有源智能電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)調(diào)頻集中調(diào)度控制方法，其 特征是電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)節(jié)任務(wù)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(dòng)汽車(chē)充電站層派遣調(diào)節(jié)任務(wù)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(dòng)汽車(chē) 式中： 其中： 總的調(diào)節(jié)任務(wù)；5^+1為每個(gè)充電站電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)節(jié)任務(wù)； 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(wù)和電動(dòng)汽車(chē)的期望充/放電功率，給每輛 電動(dòng)汽車(chē)派遣調(diào)節(jié)任務(wù)； 如果電動(dòng)汽車(chē)維持電池荷電狀態(tài)，其調(diào)節(jié)任務(wù)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(dòng)汽車(chē)總的調(diào)節(jié)任 務(wù)，且滿足：
如果電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行能量補(bǔ)給，其調(diào)節(jié)任務(wù)為：
式中：為進(jìn)行能量補(bǔ)給的電動(dòng)汽車(chē)總的調(diào)節(jié)任務(wù)，且滿足：
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK104052055SQ201410311518
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】劉輝, 胡澤春, 宋永華, 汪旎 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué), 清華大學(xué)