一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法技术

本发明专利技术公开了一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法，具体如下：S1：建立居民用户集群总成本模型，包括建立储能系统的折算年均购置成本模型、电动汽车换电站内储能模块的折算年均购置成本模型和集群全年用电总成本模型；S2：建立插电式电动汽车和储能系统协同响应策略；S3：建立换电式电动汽车和储能系统协同响应策略；S4：选择集群内用户数量、电动汽车数量和换电站内备用电池数量，采用S1中建立的居民用户集群总成本模型来计算目标函数值，从而对DL、EC和PC进行优化。本发明专利技术能有效应用于未来社区开发基于储能和电动汽车的需求响应方案的指导工作，降低社区中用户集群的总储能成本和用电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法
本专利技术属于电力需求侧管理领域，具体涉及一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法。
技术介绍
充电问题是制约电动汽车快速发展的问题之一。电动汽车进行能量补充的模式主要有三种：(1)插电模式、(2)换电模式和(3)无线充电模式。插电式电动汽车的基础设备为充电站，充电站内配备充电桩，电动汽车为到站式服务模式。此模式下充电方式耗时较长，快充状态电动汽车充电时间在15-30分钟左右，普通充电模式下充电时间将长达6-10小时，充电时间过长会带来里程焦虑问题。由于电动汽车的充电行为具有随机性和不确定性，大规模电动汽车接入会给电网系统造成冲击，但是通过对电动汽车进行集中调配和有序充电，可以管理电动汽车充电行为并使电动汽车参与需求响应。换电模式是指电动汽车与内设电池可分离，当电动汽车需要补充电量时，电动汽车前往换电站更换电池。换电模式下电池更换时间大大减少，但是换电模式对电池的标准化要求高，配套设施成本较高。换电模式下电池在换电站或集中式充电站内统一维护可以延长电池寿命，且充电行为便于集中管理，换电模式的电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法，其特征在于，具体如下：/nS1：建立居民用户集群总成本模型，公式如下：/nC

【技术特征摘要】
1.一种储能和电动汽车集群协同调度的需求响应方法，其特征在于，具体如下：
S1：建立居民用户集群总成本模型，公式如下：
CT＝CS,all+CE＝CS,1+CS,2+CE，
其中，CT为集群全年总成本；CS,all为购置集中储能设备折算年均成本，包括储能系统的折算年均购置成本CS,1和电动汽车换电站内储能模块的折算年均购置成本CS,2两部分；CE为集群全年用电总成本；
建立居民用户集群总成本模型包括建立储能系统的折算年均购置成本模型、电动汽车换电站内储能模块的折算年均购置成本模型和集群全年用电总成本模型；
S2：建立插电式电动汽车和储能系统协同响应策略；
S3：建立换电式电动汽车和储能系统协同响应策略；
S4：选择集群内用户数量、电动汽车数量和换电站内备用电池数量，将S1所建立的集群全年用电总成本模型设定为目标函数，依据典型年用户负荷、电动汽车行程安排，择一选择S2或S3所建立的电动汽车和储能系统协同响应策略，获得不同目标上限DL、储能系统的额定容量EC和储能系统的额定功率PC情况下的全年总功率需求曲线，采用S1中建立的居民用户集群总成本模型来计算目标函数值，从而对DL、EC和PC进行优化。


2.根据权利要求1所述的需求响应方法，其特征在于，所述S1具体如下：
S11：居民用户集群从运营商处获取分时电价，包括功率电费费率Cpower，单位为元/千瓦-集群每月最大功率需求；电量电费费率Cenergy，单位为元/千瓦时；固定费率Cfix，单位为元/月；
S12：建立储能系统的折算年均购置成本模型，公式如下：



CPC,1＝CCPC,1×PC1，
CEC,1＝CCEC,1×EC1，
其中，CPC,1为与储能设备额定功率PC1有关的成本，由额定功率PC1和储能设备单位额度功率成本CCPC,1决定；CEC,1为与储能设备额定容量EC1有关的成本，由额定容量EC1和储能设备单位额度容量成本CCEC,1决定；CBOS,1为储能系统中其他辅助设备费用；i为年化利率；T1为储能设备的使用年限；
S13：建立电动汽车换电站内储能模块的折算年均购置成本模型，公式如下：



CPC,2＝CCPC,2×PC2，
CEC,2＝CCEC,2×EC2，
其中，CPC,2为与换电站内电池总额定功率PC2有关的成本，由总额定功率PC2和电池单位额度功率成本CCPC,2决定；CEC,2为与电池总额定容量EC2有关的成本，由总额定容量EC2和电池单位额度容量成本CCEC,2决定；CBOS,2为储能模块中其他辅助设备费用；i为年化利率；T2为换电站内电池的使用年限；
S14：建立集群全年用电总成本模型，公式如下：



其中，Cpower,k,m为k用户在m月内的功率电费费率，单位为元/千瓦；Cenergy,k,m为k用户在m月内电量电费费率，单位为元/千瓦时；Ek,m为k用户在m月内集群的总用电量，单位为千瓦时；Pk,m为k用户在m月内集群的最大功率需求，单位为千瓦；Cfix,m为当月固定费率，单位为元/月。


3.根据权利要求2所述的需求响应方法，其特征在于，所述S2具体如下：
S21：设定集群总功率需求的目标上限为DLplug-in；
S22：判断电动汽车j接入充电站情况；
若电动汽车j接入充电站，则按照S221～S224的规则进行；若电动汽车j未接入充电站，将其充放电功率赋值为0，则响应条件不足，对未接入电网系统的插电式汽车不予考虑；
S221：将电动汽车j的到达时间电量状态离开时间以及次日行程Dj信息上传至调控中心；
S222：按照以下公式计算电动汽车j的剩余接入时间



其中，为第j辆电动汽车剩余接入时间，为第j辆电动汽车预期离开时间，TNow为当前时间；
S223：按照以下公式计算电动汽车充放电优先级Wsj，



其中，为电动汽车j的优先级参数，PC为电动汽车额定功率，Qj为电动汽车目标充电电量；
S224：判断Wsj是否小于0，具体规则如下：
若值小于0，此时电动汽车j不具备放电能力，作为不可调度负荷以额度功率进行充电；若值大于0，则此时电动汽车j具备放电能力，可以参与需求响应过程；
S23：按照S22重复判断电动汽车j接入充电站的情况，直至为集群内所有具备响应条件的电动汽车计算充放电优先级；
S24：储能系统的充放电优先级赋值为1；
S25：计算集群总功率需求Ptotal，公式如下：
Ptotal＝Phh+PS1+PS2，

S1＝S，



其中，Ptotal为集群内所有用户该时刻总功率需求；PS1为储能系统该时刻充放电功率，充电为正值、放电为负值；PS为储能装置充放电功率，充电为正值、放电为负值；PS2为该时刻集群内所有电动汽车总充放电功率，充电为正值、放电为负值；为电动汽车j充放电功率，充电为正值、放电为负值；Phh为居民集群对电网的净用电功率；
S26：判断Ptotal否超过目标上限DLplug-in，按照S261～S265的规则进行，具体如下：
S261：若Ptotal＞DLplug-in，储能系统与电动汽车向用户放电；
S262：若储能设备的放电功率大于(Ptotal-DLplug-in)，则电动汽车不必进行放电活动；
S263：若储能设备的放...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑梦莲，孙聚伟，赵俊雄，田世明，韩凝晖，栾开宁，杨世海，曹晓冬，
申请(专利权)人：浙江大学，中国电力科学研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33