一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法組成比例

本發明專利技術公開了一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，該方法包括：調度中心根據當前電網頻率與標稱頻率間的關系，向電動汽車的控制中心下達當前所需功率調節量；控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息、確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，并上傳至控制中心；控制中心根據各充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，以最小化成本為目標，判斷功率調節量是否大于0，而后分別以充電站的功率調節量為負或正為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量；最后各電動汽車充電站獲取控制中心下發的最優功率調節量，修正電動汽車充放電功率。該方法提高電網運行的經濟性，且適用于實時計算分析。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，屬于智能電網

技術介紹
電動汽車采用電能驅動且行駛過程中不排放尾氣，可有效緩解當前我國面臨的石油短缺以及環境污染的雙重壓力，因此受到了國家的大力推廣。當前國家出臺了多項扶持政策，包括加快電動汽車充電設施建設、提供財政補貼等措施，未來電動汽車有望獲得大規模發展。另一方面，電動汽車可被視為分布式儲能，響應電網調度與電網互動，通過調節其充放電功率，提升電網運行的經濟性、安全性與可靠性。考慮到電動汽車具備快速響應、高爬坡率的功率調節特性，電動汽車與電網互動的重要應用之一即為電動汽車參與頻率調節，當電網頻率偏高時，電動汽車根據頻率調節指令增大充電功率；當電網頻率偏低時，電動汽車根據頻率調節指令減小充電功率甚至向電網反向送電。由于單體電動汽車的充放電功率較小，其頻率調節效果有限，目前普遍采用的方式是將大量電動汽車聚合為一個整體參與頻率調節，因此研究調頻所需的功率調節量如何在電動汽車群體間分配顯得至關重要。不同電動汽車因其電池種類、充電機效率等不同，其參與頻率調節的成本也有所不同。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決現有技術的不足，提供一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，該方法通過在電動汽車群體間合理分配調頻所需的功率調節量，可以有效降低頻率調節成本，提升電網運行經濟性。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，包括如下步驟：1)調度中心根據當前電網頻率與標稱頻率間的關系，向電動汽車的控制中心下達當前所需功率調節量；2)控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息；確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，并上傳至控制中心；3)控制中心根據各充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，以最小化成本為目標，判斷功率調節量是否大于0，若是，轉向步驟5)；若否，轉向步驟4)；4)控制中心以充電站的功率調節量為負為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；5)控制中心以充電站的功率調節量為正為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；6)各電動汽車充電站獲取控制中心下發的最優功率調節量，修正電動汽車充放電功率。具體的，步驟1)的具體操作如下：調度中心向電動汽車的控制中心下達當前所需的功率調節量Ptotal；若當前電網頻率高于標稱頻率50Hz，控制中心需提供頻率下調服務，則Ptotal＜0；若當前頻率低于50Hz，控制中心需提供頻率上調服務，則Ptotal＞0。具體的，步驟2)中的控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息包括充電站當前充電功率最大充電功率充電效率若電動汽車充電站具備向電網反向送電的V2G功能，則進一步獲取最大放電功率以及放電效率具體的，步驟2)中，根據以下兩種情況分別確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，21)有序充電過程：當充電過程僅涉及電動汽車充電功率的調整，而不涉及反向送電時，設當前充電功率為充電功率上下調整的范圍為功率調節量Pn滿足所確定的充電站n的功率調節量Pn與成本Cn(Pn)之間的關系函數為：Cn(Pn)＝kn|Pn|，式中，kn為功率調整成本系數；22)V2G過程：當電動汽車充電站具備V2G功能時，電動汽車由當前充電功率轉為放電，放電功率范圍為功率調節量Pn滿足所確定的充電站n的功率調節量Pn與成本Cn(Pn)之間的關系函數為： C n ( P n ) = k n P n + C n d = k n P n + ( P n - P n 0 ) ( 1 - η n d η n c ) p n η n d η n c , ]]>式中，為電動汽車在V2G過程中因充放電效率造成的電能損失帶來的成本，pn為充電站n的購電價格。具體的，步驟4)的具體操作如下：當Ptotal＜0時，功率調節范圍為成本滿足：Cn(Pn)＝kn|Pn|＝-knPn，建立最小化成本模型： min Σ n = 1 N C n ( P n ) = - Σ n = 1 N k n P n ; ]]>約束條件為： P n 0 - P n max ≤ P n ≤ 0 ∀ n ∈ [ 1 , ... , N ] ; ]]本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，包括如下步驟：1)調度中心根據當前電網頻率與標稱頻率間的關系，向電動汽車的控制中心下達當前所需功率調節量；2)控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息；確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，并上傳至控制中心；3)控制中心根據各充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，以最小化成本為目標，判斷功率調節量是否大于0，若是，轉向步驟5)；若否，轉向步驟4)；4)控制中心以充電站的功率調節量為負為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；5)控制中心以充電站的功率調節量為正為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；6)各電動汽車充電站獲取控制中心下發的最優功率調節量，修正電動汽車充放電功率。

【技術特征摘要】
1.一種用于頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，包括如下步驟：1)調度中心根據當前電網頻率與標稱頻率間的關系，向電動汽車的控制中心下達當前所需功率調節量；2)控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息；確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，并上傳至控制中心；3)控制中心根據各充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，以最小化成本為目標，判斷功率調節量是否大于0，若是，轉向步驟5)；若否，轉向步驟4)；4)控制中心以充電站的功率調節量為負為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；5)控制中心以充電站的功率調節量為正為條件求解優化問題，最優解即為各充電站最優功率調節量，而后轉向步驟6)；6)各電動汽車充電站獲取控制中心下發的最優功率調節量，修正電動汽車充放電功率。2.根據權利要求1所述的頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，步驟1)的具體操作如下：調度中心向電動汽車的控制中心下達當前所需的功率調節量Ptotal；若當前電網頻率高于標稱頻率50Hz，控制中心需提供頻率下調服務，則Ptotal＜0；若當前頻率低于50Hz，控制中心需提供頻率上調服務，則Ptotal＞0。3.根據權利要求2所述的頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，步驟2)中的控制中心所轄充電站獲取充電站的當前充電信息包括充電站當前充電功率最大充電功率充電效率若電動汽車充電站具備向電網反向送電的V2G功能，則進一步獲取最大放電功率以及放電效率4.根據權利要求3所述的頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，步驟2)中，根據以下兩種情況分別確定充電站的功率調節量與成本之間的關系函數，21)有序充電過程：當充電過程僅涉及電動汽車充電功率的調整，而不涉及反向送電時，設當前充電功率為充電功率上下調整的范圍為功率調節量Pn滿足所確定的充電站n的功率調節量Pn與成本Cn(Pn)之間的關系函數為：Cn(Pn)＝kn|Pn|，式中，kn為功率調整成本系數；22)V2G過程：當電動汽車充電站具備V2G功能時，電動汽車由當前充電功率轉為放電，放電功率范圍為功率調節量Pn滿足所確定的充電站n的功率調節量Pn與成本Cn(Pn)之間的關系函數為： C n ( P n ) = k n P n + C n d = k n P n + ( P n - P n 0 ) ( 1 - η n d η n c ) p n η n d η n c , ]]>式中，為電動汽車在V2G過程中因充放電效率造成的電能損失帶來的成本，pn為充電站n的購電價格。5.根據權利要求4所述的頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，步驟4)的具體操作如下：當Ptotal＜0時，功率調節范圍為成本滿足：Cn(Pn)＝kn|Pn|＝-knPn，建立最小化成本模型： min Σ n = 1 N C n ( P n ) = - Σ n = 1 N k n P n ; ]]>約束條件為： P n 0 - P n max ≤ P n ≤ 0 ∀ n ∈ [ 1 , ... , N ] ; ]]>而后對功率調節量模型求最優解： Σ n = 1 N P n = P t o t a l . ]]>6.根據權利要求4所述的頻率調節的多電動汽車充電站間功率分配方法，其特征在于，步驟5)的具體操作如下：當Ptotal＞0時，功率調節范圍為成本滿足： C n ( P n ) = k n |...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明軒，
申請(專利權)人：李明軒，
類型：發明
國別省市：江蘇;32