[發(fā)明專利]基于兩階段交叉控制的電動汽車集群功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710701781.0
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107453381B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫充勃;原凱;宋毅;高爽;吳舒泓;王丹;徐晶;韓豐;李敬如;吳志力;張帆;朱宇錦;唐佳;王世舉;薛振宇;靳夏寧
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;天津大學(xué);國網(wǎng)天津市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

本發(fā)明涉及一種基于兩階段交叉控制的電動汽車集群功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：1)建立電動汽車集群有功無功混合控制的并網(wǎng)模型，確定對電動汽車集群進(jìn)行有功無功優(yōu)化控制的目標(biāo)函數(shù)及其約束條件；2)建立對電動汽車集群進(jìn)行有功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)及其約束條件；3)將電動汽車集群的充電時段劃分為若干功率控制時段；4)對有功功率控制的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到有功功率優(yōu)化結(jié)果；5)建立對電動汽車集群并網(wǎng)無功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)及其約束條件；6)對無功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到無功功率優(yōu)化結(jié)果；7)重復(fù)步驟4)～6)，在各功率控制時段內(nèi)對電動汽車集群進(jìn)行有功優(yōu)化和無功優(yōu)化。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于電動汽車集群功率調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動汽車集群的功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種基于兩階段交叉控制的電動汽車集群功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了減少對石油資源的消耗，緩解環(huán)境污染問題，各方正在尋求有效的方法，清潔能源的使用受到人們的廣泛重視。其中，電動汽車以電代油，能夠?qū)崿F(xiàn)“零排放”與“低噪音”，正在逐漸替代傳統(tǒng)燃油汽車，成為解決能源消耗和環(huán)境污染的重要手段。但是，電動汽車需要接入電網(wǎng)進(jìn)行充電，一方面增加了電網(wǎng)的負(fù)荷，對電力供需平衡和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)；另一方面電動汽車停靠充電時間長，若能進(jìn)行合適的調(diào)控，具有作為移動電池儲能參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的潛力。電動汽車充換電設(shè)施在配電網(wǎng)中的大范圍推廣和建設(shè)為電動汽車充電控制提供了基礎(chǔ)，而電力電子設(shè)備作為電動汽車儲能電池和配電網(wǎng)線路之間的接口，保證了電動汽車充電功率控制的快速性和靈活性。同時，隨著智能配電系統(tǒng)的建設(shè)，用戶需求響應(yīng)技術(shù)借助其雙向通信網(wǎng)絡(luò)，先進(jìn)量測技術(shù)和先進(jìn)決策支持系統(tǒng)，對用戶用電模型進(jìn)行調(diào)整，直接管理或引導(dǎo)用戶改變自身電能消費行為，促進(jìn)供需兩側(cè)的優(yōu)化平衡，實現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的高效運行。對大規(guī)模接入電網(wǎng)的電動汽車進(jìn)行充電功率控制是用戶需求響應(yīng)技術(shù)的一種重要控制手段和資源形式，電動汽車集群并網(wǎng)的電池能量管理也可視為一種虛擬儲能系統(tǒng)，平抑分布式可再生能源接入電網(wǎng)引起的功率波動，進(jìn)一步增加清潔能源所帶來的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面的價值。因此，如何在滿足電動汽車用戶需求的同時充分利用電動汽車充電能量為電網(wǎng)提供的可控資源，如何針對電動汽車集群并網(wǎng)的特點提升調(diào)控水平和經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益，將成為智能配用電和電動汽車并網(wǎng)控制中需要解決的關(guān)鍵問題。

現(xiàn)如今，國內(nèi)外已致力于從定量的技術(shù)角度研究如何調(diào)節(jié)電動汽車的充電功率為電網(wǎng)提供多種輔助服務(wù)。例如：提出了電動汽車充電負(fù)荷的估算方法和對電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的評估分析方法，建立了包含電動汽車用戶和配電網(wǎng)架構(gòu)的電動汽車并網(wǎng)控制模型；將電動汽車集群的控制器作為中間單元與電網(wǎng)交互，提出多層控制結(jié)構(gòu)以降低控制難度和通信負(fù)擔(dān)；建立以電動汽車充放電功率為控制變量的能量優(yōu)化調(diào)度模型，采用智能優(yōu)化算法求解多目標(biāo)多時間段的優(yōu)化調(diào)度問題，通過對電動汽車功率的調(diào)節(jié)實現(xiàn)削峰填谷，減小配網(wǎng)運行成本，提高新能源消納等經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。但是電動汽車單臺容量小且分布廣泛，用戶需求各異，大規(guī)模電動汽車集中優(yōu)化通信時間長，計算海量，而現(xiàn)有的研究尚缺乏對電動汽車集群并網(wǎng)完全建模和集中控制困難問題的有效解決手段。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于兩階段交叉控制的電動汽車集群功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，通過兩階段交叉控制方式實現(xiàn)了對量大分散的電動汽車集群的快速控制與整體優(yōu)化，解決了大量電動汽車無序充電帶來的電能質(zhì)量問題，并為電網(wǎng)提供無功支持。