控制电力网中充放电设备组的可充放电电量的方法和系统技术方案

本公开涉及控制电力网中充放电设备组的可充放电电量的方法和系统。在输配电系统中，每个充放电设备包括通信单元，该通信单元被配置为接收关于至少一个其他充放电设备的充放电要求量的信息。在每个充放电设备中，使用自身的充放电要求量和由通信单元获取的关于其他充放电设备的充放电要求量的信息，根据多代理系统的平均共识计算来计算通过使所有充放电设备的充电要求量总和与放电要求量总和分别除以代理的数量而得到的共识值，并基于所述共识值控制各个充放电设备的对充电执行量或放电执行量的限制量。放电执行量的限制量。放电执行量的限制量。

【技术实现步骤摘要】
控制电力网中充放电设备组的可充放电电量的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种供电系统或输配电系统中的控制连接到电力网的充放电器的充放电电量的方法和系统，并且更具体地，涉及在蓄电池由连接到本地电力网(例如微电网)的多个充放电器中的各个充放电器进行充电和放电的配置中，控制能够由各个充放电器充电和放电的电量的方法和系统。连接到各个充放电器的蓄电池可以安装在移动物体(如电驱动车辆)上，并且可以是任何可从各个充放电器上拆卸的蓄电池。

技术介绍

[0002]随着其上安装有大容量蓄电池的车辆，例如电动车辆或混合动力车辆(以下统称为“电驱动车辆”)的广泛使用，用于对电驱动车辆的蓄电池进行充电和放电的充放电设备(电动车辆电站(Electric Vehicle Power Station，简称EVPS))已经被安装在各种设施中，例如城镇、住宅、商店和工厂。用于电驱动车辆的蓄电池的充放电设备具有其充放电器与电力网相连的配置。该充放电设备被配置为，在电驱动车辆到达充放电设备并且其蓄电池连接到充放电器的情况下，在对蓄电池充电时从电力网接收电力，而在使蓄电池放电时向电力网供应电力。在这样的充放电设备中，根据电驱动车辆的情况对电驱动车辆的蓄电池进行充电和放电。因此，由于当流入和流出电力网的电量不受限制时电力网的电力可能变得不稳定，因此已经提出用于控制充放电设备的可充放电电量的各种配置。例如，日本未审查的专利申请公开第2015
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61496号提出一种技术，其中，在用于对多个电驱动车辆和多个固定式蓄电池充电的充电器连接到系统电力网的充电站中，获取关于电驱动车辆的信息、关于固定式蓄电池等的最大输出电力的信息、关于来自能够用于充电的系统电力网的电力供应的信息以及关于充电器的最大输出电力的充电器信息等的充电管理设备，计算表示各个电驱动车辆能够在充电站被充电的充电量的初步充电量，并且在满足一定的约束条件的基础上，确定充电条件以使得各个电驱动车辆的充电时间和充电器的最大输出电力分别保持在一定范围内并且各个电驱动车辆的最大充电量与初步充电量之间的差较小。此外，WO2014141315提出一种充电时间调节设备和一种充电系统，所述充电时间调节设备获取包括在对电动车辆充电时连接到电动车辆的充电器在内的电气系统的计划供电量，并设定充电时间以便在计划供电量超过阈值的时间段内使用充电器对电动车辆充电，所述充电系统包括预测设备和所述充电时间调节设备，该预测设备计算将由可再生能源供应的供电量。

技术实现思路

[0003]同样安装了这种充放电设备的供电系统或输配电系统，已仅被配置成通过覆盖广域的大型输配电网从大型发电厂向各地区的用户配电(一种集中型发电的形式)，但由于最近可再生能源发电技术(如太阳能发电和风力发电)的进步，作为输配电系统，提出并实施了如下的配置：电力网(被称为微电网)将从小型发电设施(分散型电源)获得的电力传输和分配给相对小区域内的用户。在这样的微电网中，通常存在管理微电网内的电力供应和需
求的供应商(电力零售商)，并且微电网通过供应商与系统电力网(从大型发电厂供应电力的集中型电力网)相连并被配置为调节微电网内的电量的剩余或短缺。换句话说，供应商被配置为，当从微电网内的发电设施获得的电量少于微电网内消耗或储存的电量时，从系统电力网接收(购买)电力短缺量的电力，并且当供应的电量超过需求电量时，向系统电力网供应(出售)电力剩余量的电力。
[0004]在这样的微电网中，供应商管理在微电网的电力网中流通的电量，以维持电力网中的电力的稳定性，并且不影响由微电网接收和供应的系统电力网的电力的稳定性。具体地，例如，供应商预先为供应给微电网的电量设定计划值(由微电网内的发电设施产生的发电量与从系统电力网接收的电量之和：馈电电量)，并且作为将要管理的条件之一(管理条件)，设定微电网中的实际馈电电量与计划值之间的差值在预定的误差范围内的条件。此外，为此，作为另外的管理条件，供应商还设定了如下的条件：供需平衡，即微电网内消耗的电量(各种设施消耗的电量(需要电量)和蓄电池的充电电量之和)与向微电网放电的电量(馈电电量和来自蓄电池的放电电量之和：供电量)的比在预定的比率范围内。换句话说，在上述示例中，在微电网中，管理条件为：(1)馈电电量和计划值之间的差值在预定的误差范围内，以及(2)供需平衡在预定的比率范围内。那么，如果微电网内的状态偏离了这样的管理条件，则可能会发生系统不稳定或支付不平衡罚款。
[0005]在微电网内安装有充放电设备并对电驱动车辆的蓄电池进行充放电的情况下，还需要对在微电网中流通的电量进行管理。因此，当蓄电池由充放电设备进行充放电时，期望的是在各个充放电设备中对蓄电池的充电量或放电量设定限制，以便不影响系统电力网的电力的稳定性或满足管理条件。由于各个充放电设备的可充放电电量根据连接到微电网的充放电设备所需的充电量和放电量而变化，因此期望的是根据各个充放电设备的可充放电电量对充电量或放电量设定限制量。在这方面，电驱动车辆的蓄电池在充放电设备中所需的充电量和放电量(充电要求量、放电要求量)对于各个充放电设备来说是不同的，而且时时刻刻都在波动。此外，由于电驱动车辆的蓄电池会被频繁地附接和分离，所以微电网内的所有充放电设备的充电要求量和放电要求量(以下统称为“充放电要求量”)容易波动。在这种情况下，对于微电网内的所有充放电设备的充放电器的关于电驱动车辆的蓄电池的附接分离状态以及充放电要求量的信息由单个的管理装置(聚合器)，例如供应商，进行收集，并且当管理装置调节各个充放电设备中的充放电的限制量时，管理装置上的处理负荷和通信负荷随着安装在微电网内的充放电设备数量的增加而增加，并且预期随着电驱动车辆的推广，这种充放电设备的数量在未来将显著增加(500,000至1百万个单位)。因此，当单个的管理装置每次试图管理大量的充放电设备中的每个的充放电的限制量时，管理装置上的处理负荷可能会变得非常大，并且处理速度也可能成为问题。此外，由于连接到各个充放电设备的充放电器的电驱动车辆的蓄电池的充放电要求量的信息可以是其所有者的个人信息，因此期望的是确保信息的保密性。然而，在关于微电网内的所有充放电设备的充放电器的信息被收集在单个管理装置中的情况下，管理装置上的信息的保密管理的负担也会增加。由于上述情况，所以当对于微电网内的各个充放电设备的充放电器的关于电驱动车辆的蓄电池的附接分离状态以及充放电要求量的信息没有被收集在单个的管理装置中，并且能够在各个充放电设备中设定充电和放电的限制量并根据限制量来控制各个充放电设备中的充放电电量时，其是非常有利的。
[0006]因此，当多个充放电设备(例如EVPS)以用于控制充放电设备中的可充放电电量的配置被安装在电力网(例如微电网)中时，本专利技术提供一种方法或设备，其能够设定各个充放电设备的充放电的限制量但不需要在单个的管理装置中收集对于各个充放电设备的关于蓄电池的附接分离状态或充放电要求量的信息，或者能够控制各个充放电器的可充放电电量，使得充放电器的充放电电量不是无限制的或者满足电力网中要求的管理条件，以维持电力网本身的电力稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制输配电系统中包括的各个充放电设备中的可充电电量和可放电电量的方法，其特征在于：所述输配电系统包括电力网以及连接到所述电力网的多个充放电设备；所述充放电设备的各个充放电器被配置为当与蓄电池连接时，利用来自所述电力网的电力对所述蓄电池进行充电或通过将电力转送给所述电力网来使所述蓄电池放电；所述输配电系统在各个所述充放电设备中包括被配置为接收关于至少一个其他充放电设备的充电要求量和放电要求量的信息的通信单元；并且所述方法包括：计算共识值的过程：在各个所述充放电设备中，使用自身的充电要求量和自身的放电要求量以及由所述通信单元获取的关于所述至少一个其他充放电设备的所述充电要求量和所述放电要求量的信息，根据以各个所述充放电设备作为代理的多代理系统的平均共识计算来计算所述共识值，所述共识值通过使连接到所述电力网的所有所述充放电设备的充电要求量的总和与放电要求量的总和分别除以代理的数量而获得；以及在各个所述充放电设备中，基于所述充电要求量和所述放电要求量的所述共识值来控制各个所述充放电设备的对充电执行量的限制量和对放电执行量的限制量的过程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，当所有所述充放电设备的所述充电要求量的共识值大时，与当所有所述充放电设备的所述充电要求量的共识值小时相比，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量被设定得更小；并且当所有所述充放电设备的所述放电要求量的共识值大时，与当所有所述充放电设备的所述放电要求量的共识值小时相比，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量被设定得更大。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，当所有所述充放电设备的所述充电要求量的共识值大时，与当所有所述充放电设备的所述充电要求量的共识值小时相比，各个所述充放电设备的对所述放电执行量的所述限制量被设定得更大；并且当所有所述充放电设备的所述放电要求量的共识值大时，与当所有所述充放电设备的所述放电要求量的共识值小时相比，各个所述充放电设备的对所述放电执行量的所述限制量被设定得更小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量被控制，以使得满足用于在所述电力网中流通的电量的管理条件。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述输配电系统包括管理装置，所述管理装置被配置为管理所述电力网中的所述电
量；所述管理装置被配置为设定从向所述电力网供电的发电设施或系统电力网中的至少一个馈入所述电力网的馈电电量的计划值；并且在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量被控制，以使得满足相对于所述计划值设定所述馈电电量的管理条件。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述管理装置被配置为检测所述电力网中的需要电量；并且在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的限制量被控制，以使得满足针对所述馈电电量和所述需要电量设定的管理条件。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在计算连接到所述电力网的所有所述充放电设备的所述充电要求量和所述放电要求量的共识值的过程中，所述管理装置被用作所述多代理系统的所述平均共识计算中的所述代理。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述输配电系统包括：通信单元，其具有所述管理装置向至少一个充放电设备发送关于所述馈电电量的所述计划值和需要电量的信息的配置；以及各个所述充放电设备中的通信单元，其被配置为从至少一个其他充放电设备接收关于所述馈电电量的所述计划值和所述需要电量的所述信息；所述方法进一步包括根据以各个所述充放电设备和所述管理装置作为所述代理的多代理系统的平均共识计算来计算共识值的过程，所述共识值通过使各个所述充放电设备和所述管理装置的所述馈电电量的计划值和所述需要电量分别除以所述代理的数量而获得；并且在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，在各个所述充放电设备中，基于所述充电要求量和所述放电要求量的所述共识值以及所述馈电电量的所述计划值和所述需要电量的所述共识值，控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量被设定如下：(各个所述充放电设备的充电要求量)
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(所述电力网内的可充电电量)/(所述电力网内的所有所述充放电设备的所述充电要求量的所述总和)。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在控制各个所述充放电设备的对所述充电执行量的所述限制量和对所述放电执行量的所述限制量的所述过程中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池智志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：