[發明專利]一種電動汽車參與風電消納的調度方法

在審

• 申請號: 202110474431.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113162089A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 王瑋;劉柳
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/28;H02J3/38;H02J3/24;B60L55/00;G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種電動汽車參與風電消納的調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定電動汽車儲能和超級電容儲能的數學模型；

步驟2：利用小波包分解法對風電輸出功率進行分解；當小波包分解層數為n時，得到2ⁿ個風電輸出功率分支(P_wind(n,0)～P_wind(n,2ⁿ-1))，在正常運行情況下，第一個分支P_wind(n,0)若完全滿足風電輸出有功功率變化在1分鐘和10分鐘的限值約束，則停止分解，并將P_wind(n,0)作為目標并網功率，其中P_wind為風電場原始輸出功率；

步驟3：對步驟2中小波包分解的2ⁿ個風電輸出功率分支的其他分支(P_wind(n,1)～P_wind(n,2ⁿ-1))進行頻譜分析，結合帕塞瓦爾定律計算P_wind(n,1)～P_wind(n,2ⁿ-1)中每一個分支的功率能量，從而初步確定儲能配置；

步驟4：設計具體優化調度模型；在電動汽車集群能完全消納風電時刻，將對儲能設備的調度問題轉化為背包問題，利用背包問題的動態規劃獲取電動汽車最佳調度集群；采用超級電容作為備用儲能設備，在電動汽車無法滿足調度需求時及時補給，從而最大化消納風電功率；

步驟5：驗證經過儲能調度的并網功率是否滿足并網波動要求。

2.根據權利要求1所述的電動汽車參與風電消納的調度方法，其特征在于，所述步驟1中的電動汽車儲能的數學模型為：

電動汽車SOC計算如下：

式中S_i為第i輛電動汽車的SOC，t為采樣點，h為采樣周期，P_EV,i為第i輛電動汽車的出力功率，η_EV,i為第i輛電動汽車的運行效率，E_rated,i為第i輛電動汽車的額定儲能容量；

電動汽車參與平抑新能源發電波動的儲能優化調度約束如下：

S_min,i≤S_i(t)≤S_max,i

t_arr,i≤t≤t_dep,i

S_i(t)+P_cη_c(t_dep,i-t)/E_rated,i-S_dep,i≥0

式中S_min,i和S_max,i分別為第i輛可參與調度電動汽車的SOC約束的最小值和最大值，t_arr,i和t_dep,i分別為第i輛電動汽車的入網和離網時間，P_c為電動汽車的充電功率，η_c為電動汽車的充電效率，S_dep,i為第i輛電動汽車滿足用戶出行需求所設定的目標離網SOC，T_c2d為充電動作轉為放電動作的時間間隔，T_d2c為放電動作轉為充電動作的時間間隔，cou_c2d,i和cou_d2c,i分別為第i輛電動汽車的T_c2d和T_d2c相應動作轉變的累計值；

根據儲能優化調度約束條件，得到單體電動汽車t時刻的最大可調度潛力如下：

E_c,i(t)＝E_rated,i(Se_max,i(t)-S_i(t))

E_d,i(t)＝E_rated,i(S_i(t)-Se_min,i(t))

式中對于電動汽車i，E_c,i和E_d,i分別為最大充電潛力估計和最大放電潛力估計；Se_max,i為電動汽車為充電動作直至離網時SOC的最大估計值，Se_min,i為放電動作直至需強制充電時SOC的最小估計值，Ses_max,i為不考慮S_max,i的充電動作直至離網時SOC最大估計值，t_dis,max為電動汽車需進行強制充電時刻；P_d為電動汽車的放電功率，η_d為電動汽車的放電效率；

超級電容儲能的數學模型為：

超級電容SOC計算如下：

式中S_sc為超級電容的SOC；P_SC,c和P_SC,d分別為超級電容的充電和放電功率；η_SC,c和η_SC,d分別為充電和放電效率；E_SC,rated為額定儲能容量；N_SC,c和N_SC,d分別為充電狀態和放電狀態標記，其值為0或者1；

超級電容的運行約束：

S_SC,min≤S_SC(t)≤S_SC,max

0≤P_SC,c(t)≤P_SC,c,rated

P_SC,d,rated≤-P_SC,d(t)≤0

0≤N_SC,c(t)+N_SC,d(t)≤1

式中S_SC,min和S_SC,max分別為超級電容約定的最小和最大SOC允許值；P_SC,c,rated和P_SC,d,rated分別為額定充放電功率。