【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及虛擬同步，具體為一種基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法及系統。
技術介紹
1、隨著新能源大規模接入電網，電力系統“雙高”特征正深刻影響電網形態和運行特性。以同步機為主導的傳統電網正在發生轉變，系統慣性和阻尼顯著降低，電網動態調節能力不足，新能源電力系統穩定分析與控制技術廣受關注。虛擬同步機控制策略能夠使設備具有傳統同步機特性，為電網提供慣量和阻尼以提高新能源電力系統頻率穩定性，對于構建新型電力系統具有重要理論價值和現實意義。與此同時隨著新能源電動汽車的快速滲透，截至2023年三季度，我國新能源汽車保有量已達1817萬輛，其中純電動汽車保有量1401萬輛，占新能源汽車總量的76.9％。隨著電動汽車大范圍、多時段的充電行為的發生其對電網的安全運行影響正在日益加劇，如何在保證電動汽車產業快速健康的發展同時也能保證電網的安全運行，成為亟待解決的問題。與此同時電動汽車儲能電池具備配置靈活和快速響應能力，能為虛擬同步機控制參與電網調節提供必要的功率支撐。由此應運而生的v2g充放電技術為該問題的解決提供了可能性。但如果不加控制的無序充放電行為不但不能改善對電網的沖擊還將加劇其嚴重性。因此虛擬同步充放電機在原v2g充放電技術基礎上，加入虛擬同步充放電機技術利用電動汽車的移動儲能特性，克服其充/放電機響應速度過快的缺陷，使得電動汽車的動態響應過程更加接近于傳統電力元件，為電網提供頻率、電壓支撐。該項技術的應用將有利于加快車樁網的融合，推動相關產業的健康穩定發展。
技術實現思路
1、鑒
2、因此，為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，包括：建立電網與電動汽車的連接，獲得充放電操作需求；
3、根據充放電操作需求，獲取對應的控制指令和約束條件，執行充放電操作；
4、提供人機交互界面，對充放電的能量進行計量與結算，并進行認證。
5、作為本專利技術所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的一種優選方案，其中：所述建立電網與電動汽車的連接包括，
6、通過交流并網接口，將虛擬同步充放電裝置與電網連接，并通過充電接口連接至電動汽車；
7、通過中央控制接口與電動汽車的通訊模塊建立數據交換通路，獲取電動汽車電池狀態信息；
8、所述交流并網接口包括交流配電機械開關設備以及漏電保護裝置。
9、作為本專利技術所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的一種優選方案，其中：所述獲取對應的控制指令和約束條件包括，
10、獲取電網側的充電控制指令、放電控制指令、虛擬同步控制指令、無功補償控制指令、諧波補償控制指令以及電動汽車側約束條件；
11、所述充電控制指令包括即時啟動充電、定時啟動充電、暫停充電、恢復充電、停止充電以及有序充電控制；
12、所述放電控制指令包括即時啟動放電、定時啟動放電、暫停放電、恢復放電、停止放電以及有序放電控制；
13、所述虛擬同步控制指令包括啟動虛擬同步運行模式、慣量響應、一次調頻、無功調壓以及阻尼控制；
14、所述無功補償控制指令包括無功補償模式、設置無功補償量、暫停無功補償、恢復無功補償、停止無功補償以及自動無功調節；
15、所述諧波補償控制指令包括啟動諧波補償模式、設置諧波補償次數、暫停諧波補償、恢復諧波補償、停止諧波補償以及自動諧波補償；
16、所述電動汽車側約束條件包括充放電功率需求、電池容量、soc上下限以及可用時間；
17、根據獲取的控制指令和約束條件，確定運行的行為模式；
18、行為模式包括充電模式、放電模式、虛擬同步模式、無功補償模式以及諧波補償模式；
19、動態調整有功－頻率模塊、無功-電壓模塊的運行狀態，同時調整雙向ac/dc單元的功率和電壓狀態。
20、作為本專利技術所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的一種優選方案，其中：所述充電模式包括，
21、充電時交流電網側的電能通過雙向ac/dc雙向變換變流器轉化為直流電，供電動汽車充電；
22、根據虛擬同步控制單元的指令，調整充電功率限值和恒壓/恒流數值，實現最優充電效率和電網負荷平衡；
23、接收電動汽車的充電需求和電網的調頻調壓需求；
24、根據充電需求和電網狀態，通過中央控制單元計算出最適合的充電策略；
25、充電策略包括充電時間計算和功率調整；
26、執行充電操作，同時監測充電狀態。
27、作為本專利技術所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的一種優選方案，其中：所述放電模式包括，
28、放電時電動汽車的直流電能通過雙向ac/dc雙向變換變流器轉換為交流電；
29、根據電網的實時需求動態調節放電功率限值和恒壓/恒流數值，并接收電動汽車的放電需求和電網的調頻調壓需求；
30、在放電策略確定后，控制dc/dc和ac/dc轉換電路開始向電網反饋電能；
31、放電過程中，持續監測電網狀態和電動汽車電池的放電狀態，同時滿足電網的需求。
32、作為本專利技術所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的一種優選方案，其中：所述虛擬同步模式包括，
33、模擬同步發電機的慣性及系統的一次調頻控制特性；
34、初始時，將虛擬慣量有功功率指令及系統的一次調頻控制特性置0；
35、檢測機械角速度是否發生變化，以及當前機械角速度是否偏離機械角速度參考值；
36、當機械角速度發生變化時，重新計算虛擬慣量有功功率指令pint并更新，pint的計算公式如下：
37、
38、其中，j為轉子轉動慣量，ω為機械角速度；
39、當機械角速度未發生變化時，保持虛擬慣量有功功率指令pint不變；
40、若當前機械角速度偏離機械角速度參考值時，重新計算一次調頻控制特性pdroop并更新，pdroop計算公式如下：
41、
42、其中，ωref為機械角速度參考值，m為下垂系數；
43、虛擬調速器輸出有功功率指令pref，下發給有功－頻率模塊，pref計算公式如下：
44、pref＝pint+pdroop
45、將有功功率指令pref下發給有功－頻率模塊，并通過電流閉環反饋控制調整并網電流；
46、虛擬勵磁器控制同步發電機的無功電壓特性，虛擬同步充放電機的輸出無功功率指令qref為：
47、qref＝kvsn(u-uref)/un
48、其中，kv為無功調壓系數，sn為額定視在功率，u為網測電壓，uref為參考電壓，un為額定電壓；
49、檢測是否存在外部因素影響；
50、外部影響檢測包括負載突變檢測和電網頻率偏差檢測；
51、負載突本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述建立電網與電動汽車的連接包括，
3.如權利要求2所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述獲取對應的控制指令和約束條件包括，
4.如權利要求3所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述充電模式包括，
5.如權利要求4所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述放電模式包括，
6.如權利要求5所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述虛擬同步模式包括，
7.如權利要求6所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法，其特征在于：所述進行計量與結算包括，
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的基于虛擬同步的電動汽車充放電控制方法的系統，其特征在于，包括：交流并網接口單元、雙向AC/DC單元、雙向DC/DC單元、開關控制單元、雙向計量單元、中央控制單元、充電接口單元以及虛擬同步控制單元；
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