[發(fā)明專利]提高大規(guī)模光伏消納的電動汽車有序充電控制方法

在審

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• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110445159A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉忠義;丁承第;閆大威;王魁;宋佳;雷錚;李媛媛;李慧;宣文博;胡旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/06;B60L55/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

本發(fā)明涉及提高光伏消納的電動汽車有序充電控制方法，包括如下步驟：輸電網(wǎng)電力調(diào)控中心進行輸電網(wǎng)N?1靜態(tài)安全校核；針對存在N?1過載風險的重載光伏送出輸電線路，輸電網(wǎng)電力調(diào)控中心向重載輸電線路送端配電網(wǎng)的調(diào)度控制站下達負荷調(diào)整指令；配電網(wǎng)調(diào)度控制站采集分析接入重載光伏送出輸電線路送端配電網(wǎng)的充電設(shè)施使用狀態(tài)，篩選出可用充電設(shè)施；配電網(wǎng)調(diào)度控制站實時采集電動汽車的狀態(tài)信息，篩選出適合且愿意接受充電調(diào)度的電動汽車群，向篩選出的電動汽車發(fā)送充電指令，將可用充電設(shè)施信息推送給電動汽車用戶；電動汽車用戶在由配電網(wǎng)調(diào)度控制站推送的可用充電設(shè)施中選擇充電設(shè)施完成充電。本發(fā)明提高電網(wǎng)對大規(guī)模光伏發(fā)電的消納能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制運行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及提高大規(guī)模光伏消納的電動汽車有序充電控制方法。

背景技術(shù)

近年來，我國光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。截至2017年底，全國光伏發(fā)電裝機1.3億千瓦，新增裝機容量連續(xù)五年全球第一，2017年光伏發(fā)電量1182億千瓦時，占全部發(fā)電量的1.8％，大規(guī)模集中式光伏電站在光照資源充沛、場地條件具備的地區(qū)快速發(fā)展，同時光伏發(fā)電裝機的重心已經(jīng)開始由西北地區(qū)向中東部地區(qū)轉(zhuǎn)移。

隨著光伏發(fā)電裝機容量的持續(xù)增長，光伏發(fā)電大規(guī)模集中接入對電網(wǎng)產(chǎn)生諸多影響。光伏發(fā)電與傳統(tǒng)的火電機組不同，光伏設(shè)備通過電力電子裝置接入電網(wǎng)，無法提供傳統(tǒng)發(fā)電機具備的轉(zhuǎn)動慣量，會影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。光伏出力特性受光照條件影響存在較大波動性與隨機性，增大了電網(wǎng)調(diào)頻與調(diào)峰難度。如果光伏接入地區(qū)本地負荷不足，難以消納大規(guī)模光伏電量，光伏發(fā)電就需通過輸電網(wǎng)輸送至其他負荷中心進行消納。光伏大規(guī)模集中接入會增加輸電網(wǎng)的運行壓力，如果電網(wǎng)輸送容量較小，就將制約光伏發(fā)電消納，甚至會造成“棄光”現(xiàn)象發(fā)生，所以如何增加電網(wǎng)對大規(guī)模光伏發(fā)電的消納能力受到越來越多關(guān)注。

提高電網(wǎng)對大規(guī)模光伏發(fā)電的消納能力目前有多種方法。首先，可以通過加強電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，提高電網(wǎng)的輸配電能力，減少光伏發(fā)電送出受電網(wǎng)輸送容量限制的“卡脖子”問題。但是，電網(wǎng)改造建設(shè)的難度大、工期長，需要一個較長的發(fā)展過程，而且電網(wǎng)基建項目投資高，通過加強電網(wǎng)建設(shè)提升光伏發(fā)電消納能力的效費比較低。另一種方法是增加電網(wǎng)調(diào)峰電源建設(shè)，例如加快光伏集中接入地區(qū)的抽水蓄能電站建設(shè)，利用抽水蓄能電站優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰能力增加電網(wǎng)對光伏發(fā)電的就地消納，減少光伏發(fā)電的跨區(qū)輸送容量，從而避免光伏發(fā)電送出受阻而產(chǎn)生的“棄光”問題。但是，抽水蓄能電站選址受地理條件制約較大，而且建設(shè)投資巨大，同樣存在效費比較低的問題。消納光伏發(fā)電還可以利用儲能技術(shù)，如電池組等在光伏大發(fā)期間充電儲存光伏電能，同樣可以減少光伏發(fā)電的跨區(qū)輸送容量，減輕電網(wǎng)消納壓力。然而消納大規(guī)模光伏發(fā)電的儲能設(shè)備容量需求較大，一次性投資高昂，儲能設(shè)備集中存放存在安全風險，設(shè)備儲能運行技術(shù)尚不成熟，仍處于示范試驗階段。因此，需要對大規(guī)模光伏發(fā)電的消納方法做進一步研究探索。

近年來，以電動汽車為代表的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，電動汽車保有量和充電樁數(shù)量快速增長，預計到2020年我國電動汽車累計產(chǎn)銷量將超過500萬輛。規(guī)模龐大的電動汽車動力電池具有天然的儲能潛力，每一輛電動汽車都可作為分散式儲能載體。對電動汽車的充電行為進行有序控制可以發(fā)揮電動汽車的規(guī)?；瘍δ茏饔?，將是提高電網(wǎng)調(diào)峰能力和促進光伏等新能源消納的可用手段。已有的電動汽車有序充電控制方法主要考慮電動汽車與配電網(wǎng)之間的電能交互，常以配電網(wǎng)經(jīng)濟運行最優(yōu)或滿足配電網(wǎng)運行約束為控制目標，沒有考慮大規(guī)模光伏發(fā)電的出力變化，也沒有考慮電網(wǎng)對大規(guī)模光伏發(fā)電進行消納時的輸電網(wǎng)運行約束，所以已有方法無法利用電動汽車充電來解決大規(guī)模光伏發(fā)電的送出受阻問題。此外，已有的電動汽車有序充電控制方法計及的控制邊界條件有限，對電動汽車充電面臨的限制因素考慮不全，控制電動汽車充電行為的實用性和適用性不強，有待做進一步改進完善。因此，為了利用電動汽車儲能促進大規(guī)模光伏消納，需要發(fā)明一種基于光伏、電網(wǎng)、電動汽車聯(lián)動機制的電動汽車有序充電控制方法，實現(xiàn)電動汽車充電對大規(guī)模光伏發(fā)電出力和光伏發(fā)電送出情況的響應(yīng)，通過規(guī)?；妱悠噭恿﹄姵氐挠行騼δ芴岣唠娋W(wǎng)對大規(guī)模光伏發(fā)電的消納能力。

發(fā)明內(nèi)容