[發明專利]一種電動汽車充電與光伏發電的虛擬平衡協同控制系統

有效

• 申請號: 202110499054.7
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113285444B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 李云鵬;李冬輝;范春陽;王鵬;張海波;錢仲豪;吳曉燕
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;B60L53/67;B60L53/63
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 范佳晨

本發明公開一種電動汽車充電與光伏發電的虛擬平衡協同控制系統，系統由虛擬平衡單元匹配模塊、虛擬平衡單元負荷預測模塊、虛擬平衡單元協同控制模塊三部分組成。虛擬平衡單元匹配模塊主要負責將電網中的分布式光伏和電動汽車充電站進行匯集整合成虛擬平衡單元。虛擬平衡單元負荷預測模塊依據深度神經網絡建立負荷用電模型，對次日的虛擬單元負荷用電功率進行預測，制定負荷功率計劃曲線。虛擬平衡單元協同控制模塊通過控制充電站充電功率，跟蹤負荷功率計劃曲線，實現虛擬平衡單元保持動態平衡。

技術領域

本發明涉及電網新能源負荷控制領域，特別涉及一種電動汽車充電與光伏發電的虛擬平衡協同控制系統。

背景技術

國家將新能源汽車產業作為重點戰略性支柱產業發展，同時新能源裝機規模與占比不斷提高，對電網安全穩定運行帶來挑戰，需要進一步加快泛在電力物聯網的建設。新興業務發展給電網帶來的影響主要如下：

在國家相關政策的推動下，我國分布式光伏發電裝機量快速增長，在我國華東局部地區的分布式光伏滲透率甚至超過50％，分布式光伏出力將會影響電網的正常運行。很多廠用和戶用分布式新能源，雖然報裝時確定了容量，但在實際運行過程中，發電設備是否正常和消納多少并不清楚，給新能源及時監測分析或預測都造成了困擾，也不利于統一的調度控制。分布式能源發電具有間歇性和波動性，不同區域有著不同的波動特性，隨著分布式能源迅速發展，大容量、集中接入電網將產生巨大沖擊，難以準確掌握及與大電網統籌協調發展。

對于配電網，電動汽車(Electric Vehicles，EVs)既是電源又是負荷，當EVs放電時，可以視為配電網的分布式電源；當EVs充電時，可以視為配電網的負荷。大規模EVs的無序充放電行為將會增加配電網和電網的波動性；而EVs充放電行為的可調特性，又為配電網和充電負荷的平衡提供了新的方法。接入配電網的EVs具有數量規模大、單臺可調度容量小、接入位置分散的特點，不利于對其進行統一調度。電動汽車充電和居民園區分布式光伏作為迅速發展的電力設備，其隨機性都比較強。

發明內容

為解決電動汽車充電和居民園區分布式光伏隨機性較強的問題，本發明提出一種電動汽車充電與光伏發電的虛擬平衡協同控制系統，將這些泛在資源整合匯集接入，使其成為更加友好靈活的電源與負荷，繼而可以成為電網安全運行的調節手段。

本發明具體為一種電動汽車充電與光伏發電的虛擬平衡協同控制系統，所述虛擬平衡協同控制系統由虛擬平衡單元匹配模塊、虛擬平衡單元負荷預測模塊、虛擬平衡單元協同控制模塊三部分組成；所述虛擬平衡單元匹配模塊負責將電網中的分布式光伏和電動汽車充電站進行匯集整合成虛擬平衡單元；所述虛擬平衡單元負荷預測模塊依據深度神經網絡建立負荷用電模型，對次日的虛擬平衡單元負荷用電功率進行預測，制定負荷功率計劃曲線；所述虛擬平衡單元協同控制模塊通過控制充電站充電功率，跟蹤負荷功率計劃曲線，實現虛擬平衡單元保持動態平衡。

進一步的，所述虛擬平衡單元匹配模塊匯集整合虛擬平衡單元的原則為保證電網內所有虛擬平衡單元的日負荷波動P_v-std和最小：

limit(∑P_v-std)

其中，P_i為月內某時刻的虛擬平衡負荷功率，為虛擬平衡負荷功率平均值。

進一步的，所述虛擬平衡單元負荷預測模塊采用深度神經網絡模型，利用虛擬平衡單元的運行歷史數據集，訓練得到虛擬平衡單元的負荷用電模型

為神經網絡的輸入層節點，包括光照、濕度、溫度、相關主干道擁堵情況、是否工作日；

所述虛擬平衡單元負荷預測模塊依據負荷用電模型對次日的虛擬平衡單元負荷用電情況進行預測，獲取虛擬平衡單元的日負荷預測功率P_f：