[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

本發明公開了屬于新能源發電儲能調度技術領域的一種電動汽車參與風電消納的調度方法。該方法包括步驟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；步驟3：對步驟2小波包分解的不同分支風電輸出功率的其他分支進行頻譜分析，通過帕塞瓦爾定律初步確定儲能配置；步驟4：在電動汽車集群能完全消納風電時刻，利用基于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；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。結果表明本方法達到了平抑風功率波動的要求，解決了風力發電波動性過大的問題。

技術領域

本發明涉及新能源發電儲能調度技術領域，尤其涉及一種電動汽車參與風電消納的調度 方法。

背景技術

近年來，為解決生態環境惡化及化石能源快速消耗等問題，全球可再生能源發電規模快 速擴大，以風電為代表的新能源發展迅速。然而，風電天然具有波動性和不確定性，大規模 風電并網會對電網安全穩定運行帶來挑戰。儲能系統是平抑風電波動的有效方式之一，電動 汽車逐漸被考慮作為儲能元件參與儲能調度，大力發展電動汽車儲能不僅增加新能源的利用 率，還有助于發展低碳經濟、節能減排。

電力系統接納波動能源的容量有限，為使風功率輸出滿足《風電場接入電力系統技術規 定》提出的有功功率變化的限值要求，可以采用小波包分解法確定目標并網功率，通過對分 解結果的不同層進行分析從而對儲能容量進行配置。

隨著我國大力發展電動汽車，電動汽車的儲能能力呈現上升趨勢，儲能潛力巨大，現已 有大量研究表明傳統儲能方式能夠對新能源發電波動進行有效平抑，電動汽車相較于傳統儲 能元件有著移動性和隨機性的特點，這一特點使得電動汽車難于進行控制調度，現階段對電 動汽車的調度常用策略還是依靠傳統的排隊策略，無法在達到預期值的前提下保證電動汽車 的狀態最優。

發明內容

本發明的目的是提出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。

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：