一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术属于新能源及节能技术领域，具体公开一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统及其运行方法，包括依次连接的资源设备层、资源感控层、系统信息层、能量管理层和人机交互层；资源设备层包括可调度电动汽车和有源配电网系统；资源感控层包括数据采集与传输单元和资源设备控制单元；系统信息层包括数据处理模块和信息存储模块；能量管理层包含能量管理系统和数字孪生系统；人机交互层包括人机交互界面和组态平台。本发明专利技术基于数据驱动技术搭建数字孪生体，对数字孪生体进行模拟运行，验证改进能量管理系统调度指令，提升调度方案合理性与可执行性，解决目前协同互助系统中缺少系统的整体仿真、人机交互少、优化调度模型不够完善的问题。善的问题。善的问题。

A cooperative interaction system between electric vehicle and active distribution network and its operation method

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统及其运行方法


[0001]本专利技术属于新能源及节能
，具体涉及一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]随着能源转型进程的不断加快，以风机、光伏为主体的清洁型能源装机规模逐年递增，电动汽车充电等消费侧多样性行为将导致电力负荷预测和协调难度加大，源、网、荷互动和交织将加剧电力系统波动，电力系统“双高”“双峰”特征凸显，给电网安全稳定运行带来重大挑战。电动汽车与有源配电网的有序协调互动可以增强电力系统的平衡调节能力，平抑电网的波动。电动汽车可作为一种分布式储能资源，具有与电网互动的巨大潜力。通过有序充电技术、V2G(vehicle
‑
to
‑
grid)技术，可降低电动汽车集中充电的峰荷值，缓解规模化电动汽车充电对电网的冲击，并可为电网提供调峰调频、新能源消纳、备用等辅助服务，有力地提升电力系统的运行品质。
[0003]目前的电动汽车与有源配电网协同互动系统参在的问题有：缺乏对电动汽车与有源配电网系统互动系统的整体仿真分析；人机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，包括依次连接的资源设备层、资源感控层、系统信息层、能量管理层和人机交互层；资源设备层包括可调度电动汽车和有源配电网系统；资源感控层包括数据采集与传输单元和资源设备控制单元；系统信息层包括数据处理模块和信息存储模块；能量管理层包含能量管理系统和数字孪生系统；人机交互层包括人机交互界面和组态平台。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述有源配电网系统包括配电网、分布式光伏、分布式电机、储能装置、电力联络线、变压器和用户负荷；所述分布式光伏通过变压器和电力联络线连接配电网；所述分布式电机通过变压器和电力联络线连接配电网；所述储能装置和用户负荷分别通过电力联络线连接配电网。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述数据采集与传输单元包含用于数据采集的智能传感器、摄像头、设备内的电子标签、无线模块、智能网关和光纤，采集资源设备层的原始数据信息，并将原始数据信息传输到系统信息层；所述资源设备控制单元包括设备控制器，用于执行能量管理层下发的调度方案，调控资源设备层设备的运行状态。4.根据权利要求3所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述数据处理模块负责对资源感控层采集到原始数据信息进行加工处理并传输至能量管理层；所述信息存储模块通过构建多个数据库对原始数据信息进行存储，并将原始数据信息传输至能量管理层；所述多个数据库包括实时信息数据库、历史信息数据库、故障信息数据库和数字孪生系统运行信息数据库。5.根据权利要求4所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述能量管理系统由优化调度模块、发电预测模块和负荷预测模块构成；所述优化调度模块通过求解能量管理模型得到系统的优化调度指令并传输给数字孪生系统；所述发电预测模块利用气象信息以及发电信息训练神经网络，基于神经网络实现对各个分布式电源发电的预测；所述负荷预测模块利用历史信息数据库和实时信息数据库中的负荷信息训练神经网络，基于神经网络可以实现对负荷的长短期预测；所述数字孪生系统包括创建模块和仿真运行模块；数字孪生系统的创建模块基于电动汽车机组与有缘配电网系统创建资源设备的数字孪生体，同时建立资源设备对应的空间环境信息集，并运用三维可视化技术进行展示；资源设备的数字孪生体包括资源设备的整体外观、内部结构以及设备运行特性，设备运行特性包括：发电特性、耗电特性、电动汽车机组充放电特性等；数字孪生系统的仿真运行模块依据能量管理系统传输的优化调度指令，调控资源设备的数字孪生体进行仿真模拟运行，并将运行结果发送至能量管理系统；所述能量管理模型由目标函数、约束条件和求解算法三部分组成；所述目标函数包含经济性、环保性和新能源消纳；所述约束条件包含所涉及的各分布式电源、电动汽车、以及能量守恒约束条件；能量管理模型的输入包括负荷预测功率，光伏发电预测功率、风机发电预测功率和设备参数；能量管理模型的输出，包括蓄电池充放电功率、电动汽车充电功率、与大电网交互功率；所述求解算法利用非支配排序遗传算法，设置最大迭代次数、种群数
目、交叉率和变异率数据，对配电网进行优化求解生成决策方案。6.根据权利要求1所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述人机交互层采用监控组态平台进行人机交互界面的开发，具有若干种数据显示功能；所述若干中数据显示功能包括数据显示、状态显示、趋势图和棒图；所述人机交互层以监控组态平台为开发环境，实现人机交互界面中的图元设计、图形界面绘制、图形动画设计、关联实时数据测点、浏览实时画面放入工作环节，最终通过图、表或曲线形式呈现；所述人机交互层能够将运行状态监测结果、调度指令运行工况通过人机交互界面提供给用户进行查看和交互。7.根据权利要求5所述的一种电动汽车与有源配电网协同互动的系统，其特征在于，所述目标函数中的经济性目标函数如下：f1＝γ1*f
Grid
+γ2*f
EV
+γ3*f
PV
+γ4*f
WT
+(1
‑
γ1‑
γ2‑
γ3‑
γ4)*f
sisisisisi
式中，f1为配电网运营成本，f
Grid
为与电网交互成本，f
EV
为电动汽车调度成本，f
PV
为光伏运维成本，f
WT
为风机运维成本，f
si
为储能运维成本，γ1、γ2、γ3、γ4分别为权重...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清涛，卢钺，刘洋，刘顺，马强，陈晓燕，杭洋，刘军，祁宏，陈默，王超，张元星，李涛永，刁晓虹，张晶，蒋林洳，赵轩，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：