一种参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法技术

本发明专利技术公开了一种参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法及系统，所述调度方法根据电动汽车集群调度约束条件和参与电网调峰调频的电动汽车集群的充电约束条件，以集群充电功率为决策变量，确定使上层优化目标函数最优的电动汽车的集群调度计划；根据电动汽车集群中各电动汽车的充电计划约束条件，制定电动汽车集群中各电动汽车的充电计划，使下层优化目标函数最优。本发明专利技术考虑日前调度、调频容量、调频功率三者之间相互作用，通过上下层协调控制，实现电网调峰调频效益最大化的电动汽车集群充电优化方法，实现电动汽车的合理的充电调度，使其既能满足电动汽车本身出行和充电需求，又能更好地服务于电网日前经济调度和调频辅助服务。和调频辅助服务。和调频辅助服务。

【技术实现步骤摘要】
一种参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电能量管理
，特别是涉及一种参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法。

技术介绍

[0002]电动汽车的规模化发展所带来的充电负荷可能会给电网带来巨大压力和负荷峰值增长，通过引入电动汽车相关的负荷需求响应是应对大量电动汽车并网充电的有效手段。通过引导电动汽车有序充电，整体充电负荷可以实现电网削峰填谷的效果，同时，利用电动汽车的储能特性还可为电网提供调频和旋转备用等辅助服务。电力系统的平衡资源可分为频率控制备用(frequency contain
‑
mentreserve，FCR)、频率恢复备用(frequencyrestorationreserve，FRR)两大类，后者又分为自动FRR(automatic FRR，aFRR)和手动FRR(manualFRR，mFRR)。FCR属于一次调频，能保证系统频率稳定在额定频率的
±
0.1Hz内，能在1分钟内响应，分为正常运行频率控制储备(frequency contai本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法，其特征在于，所述调度方法包括如下步骤：根据选定区域的电动汽车和充电设置，生成电动汽车集群数据；根据所述电动汽车集群数据，确定参与电网调峰调频的电动汽车集群的充电约束条件和电动汽车集群调度约束条件；根据所述电动汽车集群数据，建立以集群充电功率对电网调峰调频效益最大化为目标的上层优化目标函数；根据电动汽车集群调度约束条件和参与电网调峰调频的电动汽车集群的充电约束条件，以集群充电功率为决策变量，确定使上层优化目标函数最优的电动汽车的集群调度计划；建立以电动汽车集群的实际调度结果与所述集群调度计划的差值最小化为目标的下层优化目标函数；根据电动汽车集群中各电动汽车的充电计划约束条件，制定所述电动汽车集群中各电动汽车的充电计划，使所述下层优化目标函数最优。2.根据权利要求1所述的参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法，其特征在于，所述参与电网调峰调频的电动汽车集群的充电约束条件包括：单辆电动汽车充电功率与其所属电动汽车集群的充电功率配合约束和单辆电动汽车的充电功率约束；充电功率配合约束为：充电功率配合约束为：充电功率配合约束为：其中，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的充电功率，为电动汽车集群n的充电功率，p
EVA
(t)为一天中所有电动汽车集群的总充电功率，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车日前充电计划的充电功率，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车提供的调频上调功率，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车提供的调频下调功率，K
n
为电动汽车集群n的车辆数目，N为电动汽车集群的数目，t表示第t个调度时段；单辆电动汽车的充电功率约束为：式中，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车提供的调频容量，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的额定充电功率。3.根据权利要求1所述的参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法，其特征在于，所述电动汽车集群调度约束条件包括电动汽车集群日前调度满足SOC充电能量约束、电动汽车集群参与调峰调频后满足电池目标SOC充电能量约束、电动汽车集群参与电网
调峰的日前调度功率约束、电动汽车集群参与调频的上调与下调功率约束及电动汽车集群参与调频的上调与下调调频容量约束；电动汽车集群日前调度满足SOC充电能量约束为：其中，为电动汽车集群n的最小充电负荷，为电动汽车集群n的最大充电负荷，为电动汽车集群n的日前调度的充电功率，t表示第t个调度时段，T为调度时段的数量；电动汽车集群参与调峰调频后满足电池目标SOC充电能量约束为：电动汽车集群参与调峰调频后满足电池目标SOC充电能量约束为：其中，为电动汽车集群n的净充电功率，表示电动汽车集群n提供的调频上调功率，表示电动汽车集群n提供的调频下调功率；电动汽车集群参与电网调峰的日前调度功率约束为：电动汽车集群参与电网调峰的日前调度功率约束为：其中，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的额定充电功率，K
n
为电动汽车集群n的车辆数目，为电动汽车集群n提供的调频容量；电动汽车集群参与调频的上调与下调功率约束为：电动汽车集群参与调频的上调与下调功率约束为：电动汽车集群参与调频的上调与下调功率约束为：其中，M为设定的较大数值；和分别为集群n的第一辅助变量和第二辅助变量；电动汽车集群参与调频的上调与下调调频容量约束为：4.根据权利要求1所述的参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法，其特征在于，电动汽车集群中各电动汽车的充电计划约束条件包括电动汽车的行驶需求约束、电动汽车的充电功率约束、电动汽车蓄电池充放电等式约束和电动汽车蓄电池安全约束；电动汽车的行驶需求约束为：
其中，SOC
nk
(0)为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的初始时刻的SOC，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车所要求的SOC最小值，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车所要求的SOC最大值，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的充电功率，B
nk
为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的电池容量，Δt为调节时段，u为充电效率，t表示第t个调度时段，T为调度时段的数量；电动汽车的充电功率约束为：其中，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车日前调度的充电功率，为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的额定充电功率；电动汽车蓄电池充放电等式约束为：其中，SOC
nk
(t)表示电动汽车集群n的第k辆电动汽车的第t个调度时段的SOC；电动汽车蓄电池安全约束为：其中，和分别为电动汽车集群n的第k辆电动汽车的蓄电池SOC的上限和下限。5.根据权利要求1所述的参与电网调峰调频的电动汽车集群充电协同调度方法，其特征在于，所述上层优化目标函数为：其中，F
1n
为电动汽车集群n参与调频提供的调频能量效益；为电动汽车集群n参与电网调频提供的调频容量效益；F
3n
为电动汽车集群n的充电能量参与调峰的充电成本，f
n
为上层优化目标函数值。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，戴如鑫，侯奕辰，贾宏杰，侯恺，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：